JP7182510B2 - Non-contact DC voltage measuring device with vibration sensor - Google Patents

Non-contact DC voltage measuring device with vibration sensor Download PDF

Info

Publication number
JP7182510B2
JP7182510B2 JP2019090860A JP2019090860A JP7182510B2 JP 7182510 B2 JP7182510 B2 JP 7182510B2 JP 2019090860 A JP2019090860 A JP 2019090860A JP 2019090860 A JP2019090860 A JP 2019090860A JP 7182510 B2 JP7182510 B2 JP 7182510B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sensor
current
signal
voltage
insulated conductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019090860A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020008566A (en
JP2020008566A5 (en
Inventor
シュトイアー ロナルド
ロドリゲス リカード
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fluke Corp
Original Assignee
Fluke Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fluke Corp filed Critical Fluke Corp
Publication of JP2020008566A publication Critical patent/JP2020008566A/en
Publication of JP2020008566A5 publication Critical patent/JP2020008566A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7182510B2 publication Critical patent/JP7182510B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/04—Housings; Supporting members; Arrangements of terminals
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/302—Contactless testing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/20—Modifications of basic electric elements for use in electric measuring instruments; Structural combinations of such elements with such instruments
    • G01R1/22—Tong testers acting as secondary windings of current transformers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/12—Circuits for multi-testers, i.e. multimeters, e.g. for measuring voltage, current, or impedance at will
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/16—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using capacitive devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0084—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof measuring voltage only
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2851—Testing of integrated circuits [IC]
    • G01R31/2855—Environmental, reliability or burn-in testing
    • G01R31/2872—Environmental, reliability or burn-in testing related to electrical or environmental aspects, e.g. temperature, humidity, vibration, nuclear radiation
    • G01R31/2879—Environmental, reliability or burn-in testing related to electrical or environmental aspects, e.g. temperature, humidity, vibration, nuclear radiation related to electrical aspects, e.g. to voltage or current supply or stimuli or to electrical loads

Description

本開示は、一般に、電気的特性の測定に関し、より具体的には、直流（ＤＣ）電圧の非接触測定に関する。 FIELD OF THE DISCLOSURE This disclosure relates generally to measurement of electrical properties, and more specifically to non-contact measurement of direct current (DC) voltage.

電圧計は、電気回路内の電圧を測定するのに使用される器具である。１つを超える電気的特性を測定する器具は、マルチメータ又はデジタルマルチメータ（ＤＭＭ）と呼ばれ、サービス用途、トラブルシューティング用途、及びメンテナンス用途に一般に必要とされるいくつかのパラメータを測定するように動作する。そのようなパラメータとしては、典型的には交流（ＡＣ）電圧及び電流、直流（ＤＣ）電圧及び電流、並びに抵抗又は継続性が挙げられる。電力特性、周波数、容量、及び温度など、他のパラメータも特定の用途の要件を満たすために測定することができる。 A voltmeter is an instrument used to measure voltage in electrical circuits. Instruments that measure more than one electrical characteristic are called multimeters or digital multimeters (DMMs) and are used to measure several parameters commonly required for service, troubleshooting, and maintenance applications. works. Such parameters typically include alternating current (AC) voltage and current, direct current (DC) voltage and current, and resistance or continuity. Other parameters such as power characteristics, frequency, capacitance, and temperature can also be measured to meet specific application requirements.

ＤＣ電圧を測定する従来の電圧計又はマルチメータを使用するときは、少なくとも１つの測定電極又はプローブを導体とガルバニック接触をさせることが必要であり、多くの場合、絶縁電線の絶縁部分を切り離すこと、又はあらかじめ測定用端子を提供することが必要である。ガルバニック接触のために露出させた電線又は端子を必要とする他に、剥離した電線又は端子に電圧計プローブを当てる工程は、ショック又は感電死のリスクにより比較的危険である場合がある。
[発明が解決しようとする課題] When using conventional voltmeters or multimeters to measure DC voltage, it is necessary to bring at least one measuring electrode or probe into galvanic contact with the conductor, often by cutting the insulation of the insulated wire. , or it is necessary to provide measurement terminals in advance. Besides requiring an exposed wire or terminal for galvanic contact, the process of applying a voltmeter probe to a stripped wire or terminal can be relatively dangerous due to the risk of shock or electrocution.
[Problems to be solved by the invention]

したがって、試験されている回路とガルバニック接触する必要なしに便利かつ正確な電圧測定を提供するＤＣ電圧測定装置の必要が存在する。 Therefore, a need exists for a DC voltage measurement device that provides convenient and accurate voltage measurements without the need for galvanic contact with the circuit under test.

米国特許８３３０４４９号U.S. Pat. No. 8,330,449 米国特許５４７３２４４号U.S. Pat. No. 5,473,244

絶縁導体内の直流（ＤＣ）電圧を測定する装置は、以下のように要約することができ、絶縁導体にガルバニック接触することなく、絶縁導体に近接して選択的に位置決め可能な導電センサと、導電センサからガルバニック絶縁される導電内部接地ガードと、内部接地ガードからガルバニック絶縁される導電基準遮蔽体と、導電センサに動作的に結合された機械的発振器であって、導電センサと絶縁導体との間の距離が変動するように、機械的発振器が、動作中に、機械的発振に従って導電センサを機械的に発振させる、機械的発振器と、動作中に、交流（ＡＣ）基準電圧を生成する、コモンモード基準電圧源であって、コモンモード基準電圧源が、内部接地ガードと導電基準遮蔽体との間で電気的に結合される、コモンモード基準電圧源と、導電センサに電気的に結合されたセンサ信号測定サブシステムであって、センサ信号測定サブシステムが、動作中に、導電センサを通して伝導される電流を示すセンサ電流信号を生成する、センサ信号測定サブシステムと、センサ信号測定サブシステムに通信的に結合された制御回路であって、動作中に、制御回路が、センサ信号測定サブシステムからセンサ電流信号を受信し、また、センサ電流信号に少なくとも部分的に基づいて、絶縁導体内のＤＣ電圧を決定する、制御回路と、を含む。制御回路は、センサ電流信号、機械的発振器の機械的発振周波数、ＡＣ基準電圧、及びＡＣ基準電圧の基準周波数に少なくとも部分的に基づいて、絶縁導体内のＤＣ電圧を決定することができる。機械的発振器は、ピエゾ効果機械的発振器を含むことができる。機械的発振器は、微小電気機械（ＭＥＭＳ）的な機械的発振器を含むことができる。 A device for measuring direct current (DC) voltage in an insulated conductor can be summarized as follows: a conductivity sensor that can be selectively positioned in close proximity to an insulated conductor without galvanic contact with the insulated conductor; a conductive internal ground guard galvanically isolated from the conductive sensor; a conductive reference shield galvanically isolated from the internal ground guard; and a mechanical oscillator operatively coupled to the conductive sensor, the mechanical oscillator comprising: A mechanical oscillator mechanically oscillates the conductive sensor according to the mechanical oscillations during operation such that the distance between the sensor and the insulated conductor varies ; A common mode reference voltage source for generating a current (AC) reference voltage, the common mode reference voltage source electrically coupled between an internal ground guard and a conductive reference shield. and a sensor signal measurement subsystem electrically coupled to the conductivity sensor, wherein the sensor signal measurement subsystem, in operation, produces a sensor current signal indicative of the current conducted through the conductivity sensor. A subsystem and a control circuit communicatively coupled to the sensor signal measurement subsystem, wherein in operation the control circuit receives the sensor current signal from the sensor signal measurement subsystem and responds to the sensor current signal. a control circuit that, based at least in part, determines a DC voltage in the insulated conductor. The control circuit can determine the DC voltage in the insulated conductor based at least in part on the sensor current signal, the mechanical oscillation frequency of the mechanical oscillator, the AC reference voltage, and the reference frequency of the AC reference voltage . Mechanical oscillators can include piezo-effect mechanical oscillators. Mechanical oscillators can include micro-electro-mechanical (MEMS) mechanical oscillators.

制御回路は、動作中に、センサ電流信号をデジタル信号に変換すること、及びデジタル信号を処理して、センサ電流信号の周波数領域表現を取得することができる。制御回路は、センサ電流信号の周波数領域表現を取得するために、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実装することができる。コモンモード基準電圧源は、制御回路によって実装されたＦＦＴのウインドウによって同相でＡＣ基準電圧を生成することができる。制御回路は、センサ電流信号をフィルタリングする、少なくとも１つの電子フィルタを含むことができる。制御回路は、センサ電流信号を処理して、絶縁導体電流成分及び基準電流成分を決定することができ、絶縁導体電流成分は、絶縁導体内の電圧により導電センサを通して伝導される電流を示し、基準電流成分は、コモンモード基準電圧源の電圧により導電センサを通して伝導される電流を示す。制御回路は、センサ電流信号の絶縁導体電流成分の周波数を決定することができる。動作中に、センサ信号測定サブシステムは、導電センサから入力電流を受信することができ、センサ電流信号は、導電センサから受信した入力電流を示す電圧信号を含むことができる。センサ信号測定サブシステムは、電流－電圧変換器として動作する、演算増幅器を含むことができる。 The control circuit can, during operation, convert the sensor current signal to a digital signal and process the digital signal to obtain a frequency domain representation of the sensor current signal. The control circuit can implement a Fast Fourier Transform (FFT) to obtain a frequency domain representation of the sensor current signal. A common mode reference voltage source can generate an AC reference voltage in phase with a window of FFT implemented by the control circuit. The control circuit can include at least one electronic filter that filters the sensor current signal. The control circuit can process the sensor current signal to determine an insulated conductor current component and a reference current component, the insulated conductor current component indicating the current conducted through the conductive sensor due to the voltage in the insulated conductor and the reference current component. The current component represents the current conducted through the conductivity sensor due to the voltage of the common mode reference voltage source. A control circuit can determine the frequency of the insulated conductor current component of the sensor current signal. During operation, the sensor signal measurement subsystem can receive an input current from the conductivity sensor, and the sensor current signal can include a voltage signal indicative of the input current received from the conductivity sensor. The sensor signal measurement subsystem can include operational amplifiers that operate as current-to-voltage converters.

絶縁導体内の直流（ＤＣ）電圧を測定するために装置を動作させる方法であって、装置は、導体にガルバニック接触することなく、絶縁導体に近接して選択的に位置決め可能である導電センサと、導電センサを少なくとも部分的に取り囲み、導電センサからガルバニック絶縁される導電内部接地ガードと、内部接地ガードからガルバニック絶縁される導電基準遮蔽体と、を含み、以下のように要約することができ、方法は、導電センサと絶縁導体との間の距離が変動するように、機械的発振に従って導電センサを機械的に発振させることと、コモンモードに基準電圧源に、交流（ＡＣ）基準電圧を生成させることであって、コモンモード基準電圧源が、内部接地ガードと導電基準遮蔽体との間で電気的に結合される、生成させることと、センサ信号測定サブシステムによって、導電センサを通して伝導される電流を示すセンサ電流信号を生成することと、制御回路によって、センサ信号測定サブシステムからセンサ電流信号を受信することと、制御回路によって、センサ電流信号に少なくとも部分的に基づいて、絶縁導体内のＤＣ電圧を決定することと、を含む。 A method of operating a device to measure a direct current (DC) voltage in an insulated conductor, the device being selectively positionable proximate to the insulated conductor without galvanically contacting the conductor . a conductive internal ground guard that at least partially surrounds the conductive sensor and is galvanically isolated from the conductive sensor; a conductive reference shield that is galvanically isolated from the internal ground guard; It can be summarized that the method consists of mechanically oscillating the conductivity sensor according to the mechanical oscillations such that the distance between the conductivity sensor and the insulated conductor varies ; generating an alternating current (AC) reference voltage, wherein a common mode reference voltage source is electrically coupled between the internal ground guard and the conductive reference shield, and a sensor signal; generating, by the measurement subsystem, a sensor current signal indicative of current conducted through the conductivity sensor; receiving, by control circuitry, the sensor current signal from the sensor signal measurement subsystem; determining a DC voltage in the insulated conductor based at least in part on .

センサ電流信号を生成することは、導電センサから入力電流を受信することと、導電センサから受信した入力電流を示す電圧信号を生成することと、を含むことができる。センサ電流信号は、電流－電圧変換器として動作する動作増幅器を利用して生成することができる。導電センサを機械的に発振させることは、ピエゾ効果機械的発振器を使用して導電センサを機械的に発振させることを含むことができる。導電センサを機械的に発振させることは、微小電気機械（ＭＥＭＳ）的な機械的発振器を使用して導電センサを機械的に発振させることを含むことができる。 Generating the sensor current signal can include receiving an input current from the conductivity sensor and generating a voltage signal indicative of the input current received from the conductivity sensor. The sensor current signal can be generated using an operational amplifier acting as a current-to-voltage converter. Mechanically oscillating the conductivity sensor can include mechanically oscillating the conductivity sensor using a piezo-effect mechanical oscillator. Mechanically oscillating the conductive sensor can include mechanically oscillating the conductive sensor using a micro-electromechanical (MEMS) mechanical oscillator.

絶縁導体内のＤＣ電圧を決定することは、少なくとも１つのプロセッサによって、センサ電流信号をデジタル信号に変換することと、少なくとも１つのプロセッサによって、デジタル信号を処理して、センサ電流信号の周波数領域表現を取得することと、を含むことができる。デジタル信号を処理することは、センサ電流信号の周波数領域表現を取得するために、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実装することを含むことができる。絶縁導体内のＤＣ電圧を決定することは、センサ電流信号を電子的にフィルタリングすることを含むことができる。 Determining the DC voltage in the insulated conductor includes converting the sensor current signal into a digital signal by at least one processor and processing the digital signal by the at least one processor to obtain a frequency domain representation of the sensor current signal. obtaining a representation. Processing the digital signal can include implementing a Fast Fourier Transform (FFT) to obtain a frequency domain representation of the sensor current signal. Determining the DC voltage in the insulated conductor can include electronically filtering the sensor current signal.

絶縁導体内の直流（ＤＣ）電圧を測定するための装置は、以下のように要約することができ、絶縁導体にガルバニック接触することなく、絶縁導体に近接して選択的に位置決め可能な導電センサと、導電センサに動作的に結合された機械的発振器であって、機械的発振器は、動作中に、導電センサを機械的に発振させて、時間に関して導電センサと絶縁導体との間で容量を変動させる、機械的発振器と、導電センサからガルバニック絶縁される導電内部接地ガードと、内部接地ガードからガルバニック絶縁される導電基準遮蔽体と、動作中に、交流（ＡＣ）基準電圧を生成する、コモンモード基準電圧源であって、コモンモード基準電圧源が、内部接地ガードと導電基準遮蔽体との間で電気的に結合される、コモンモード基準電圧源と、導電センサに電気的に結合されたセンサ信号測定サブシステムであって、センサ信号測定サブシステムが、動作中に、導電センサを通して伝導される電流を示すセンサ電流信号を生成する、センサ信号測定サブシステムと、センサ信号測定サブシステムに通信的に結合された制御回路であって、動作中に、制御回路が、センサ信号測定サブシステムからセンサ電流信号を受信し、また、センサ電流信号に少なくとも部分的に基づいて、絶縁導体内のＤＣ電圧を決定する、制御回路と、を含む。動作中に、制御回路は、センサ電流信号に基づいて、及び時間に関する導電センサと絶縁導体との間の容量の変動に基づいて、絶縁導体内のＤＣ電圧を決定することができる。機械的発振器は、ピエゾ効果機械的発振器又は微小電気機械（ＭＥＭＳ）的な機械的発振器のうちの少なくとも１つを含むことができる。 An apparatus for measuring direct current (DC) voltage in an insulated conductor can be summarized as follows: a conductive A sensor and a mechanical oscillator operatively coupled to the conductive sensor, wherein the mechanical oscillator mechanically oscillates the conductive sensor during operation to generate a signal between the conductive sensor and the insulated conductor with respect to time. A mechanical oscillator with varying capacitance, a conductive internal ground guard galvanically isolated from the conductive sensor, a conductive reference shield galvanically isolated from the internal ground guard, and alternating current (AC) during operation. A common mode reference voltage source for generating a reference voltage, wherein the common mode reference voltage source is electrically coupled between an internal ground guard and a conductive reference shield; and a conductivity sensor. a sensor signal measurement subsystem electrically coupled to a sensor signal measurement subsystem, wherein the sensor signal measurement subsystem, in operation, produces a sensor current signal indicative of the current conducted through the conductive sensor; A control circuit communicatively coupled to the sensor signal measurement subsystem, wherein in operation the control circuit receives the sensor current signal from the sensor signal measurement subsystem and at least partially modifies the sensor current signal. and a control circuit for determining a DC voltage in the insulated conductor based on the voltage. During operation, the control circuit can determine the DC voltage in the insulated conductor based on the sensor current signal and based on the variation in capacitance between the conductive sensor and the insulated conductor over time. The mechanical oscillator can include at least one of a piezo-effect mechanical oscillator or a micro-electro-mechanical (MEMS) mechanical oscillator.

図面では、同一の参照番号により類似の要素又は作用が識別される。図面における要素の寸法及び相対位置は、必ずしも縮尺どおりに描かれていない。例えば、種々の要素及び角度の形状は必ずしも縮尺どおりに描かれているわけではなく、これらの要素の一部は、図面の明瞭性を向上させるために任意に拡大されかつ位置付けられていてもよい。なお、図示されるような要素の特定の形状は、必ずしも特定の要素の実際の形状に関する任意の情報を伝えることが意図されているわけではなく、単に図面において認識しやすいように選択されていてもよい。 In the drawings, identical reference numbers identify similar elements or acts. The dimensions and relative positions of elements in the drawings are not necessarily drawn to scale. For example, various elements and angular features are not necessarily drawn to scale, and some of these elements may be arbitrarily enlarged and positioned to improve drawing clarity. . It should be noted that the particular shapes of the elements as shown are not necessarily intended to convey any information about the actual shape of the particular elements, but are merely chosen for ease of recognition in the drawings. good too.

図１Ａは、１つの例示した実施形態による、非接触ＤＣ電圧測定装置をオペレータが使用して、絶縁電線内に存在するＤＣ電圧を、電線とのガルバニック接触を必要とすることなく測定することができる環境の絵図である。FIG. 1A illustrates an operator using a non-contact DC voltage measurement device to measure the DC voltage present in an insulated wire without requiring galvanic contact with the wire, according to one exemplary embodiment. It is a picture of the environment in which it is possible. 図１Ｂは、１つの例示した実施形態による、絶縁電線と、非接触電圧測定装置の導電センサとの間に形成される結合容量を示す、図１Ａの非接触ＤＣ電圧測定装置の上面図である。1B is a top view of the non-contact DC voltage measurement device of FIG. 1A showing the coupling capacitance formed between the insulated wire and the conductive sensor of the non-contact voltage measurement device, according to one illustrated embodiment; . 図２は、１つの図示した実施形態による、非接触ＤＣ電圧測定装置の種々の内部構成要素の概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of various internal components of a non-contact DC voltage measurement device, according to one illustrated embodiment. 図３は、１つの図示した実施形態による、非接触ＤＣ電圧測定装置の種々の信号処理構成要素を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing various signal processing components of a non-contact DC voltage measurement device, according to one illustrated embodiment. 図４は、信号及び基準信号分離の別の一実施例による、アナログ電子フィルタを実装する非接触ＤＣ電圧測定装置のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of a non-contact DC voltage measurement device implementing analog electronic filters, according to another embodiment of signal and reference signal separation.

本開示の１つ以上の実施形態は、導体と試験電極又はプローブとの間でガルバニック接続する必要なしに、絶縁又はブランク非絶縁導体（例えば、絶縁電線）内のＤＣ電圧を測定するためのシステム及び方法を目的としている。一般に、非ガルバニック接触（又は「非接触」）電圧測定装置が提供され、装置は、接地に対する絶縁導体内のＤＣ電圧信号を、振動容量センサを使用して測定する。ガルバニック接続を必要としないそのような装置を本明細書では「非接触」という。本明細書で使用するとき、「電気的に結合された」は、特記のない限り、直接及び間接の両方の電気的結合を含む。 One or more embodiments of the present disclosure provide a system for measuring DC voltage in insulated or blank uninsulated conductors (e.g., insulated wires) without the need for galvanic connections between the conductors and test electrodes or probes. and methods. Generally, non-galvanic contact (or "non-contact") voltage measurement devices are provided, which measure a DC voltage signal in an insulated conductor to ground using a vibrating capacitive sensor. Such devices that do not require a galvanic connection are referred to herein as "contactless." As used herein, "electrically coupled" includes both direct and indirect electrical coupling unless otherwise specified.

概要として、非接触ＤＣ電圧測定装置は、適切な発振器（例えば、ピエゾ効果発振器、微小機械的システム（ＭＥＭＳ）発振器）を使用して機械的に発振又は振動される、非接触導電センサ（例えば、導電膜）を含むことができる。導電センサは、試験中の絶縁導体に隣接して、例えば、絶縁導体の数ミリメートル以内に位置決め可能である。測定値を取得するために、試験中の絶縁導体は、結合コンデンサの第１の導電性素子又は電極としての役割を果たし、振動導電センサは、結合コンデンサの第２の導電性素子又は電極としての役割を果たす。振動は、試験中のセンサと導体との間の距離を変動可能にするので、結果として生じる結合コンデンサの容量は、センサの振動により、時間に関して変化する。非接触ＤＣ電圧測定装置は、本明細書で信号電流（ＩＯ）と称される、振動の結果として結合コンデンサを通って流れるＡＣ電流を検出又は測定するための回路を含む。ＡＣ信号電流は、結合コンデンサにかかるＤＣ電圧、及び非接触導電センサの振動によって生じる結合コンデンサの容量の時間的に変動する変化と比例する。ＤＣ電圧測定装置は、基準電流及び振動非接触センサのＡＣ電圧（例えば、０ボルト又は接地）を生成する既知の基準電圧を使用して、振動によって生成された、検出された信号電流を使用して、結合コンデンサにかかるＤＣ電圧を決定する。 As an overview, a non-contact DC voltage measurement device is a non-contact conductive sensor (e.g., conductive film). The conductivity sensor can be positioned adjacent to the insulated conductor under test, eg, within a few millimeters of the insulated conductor. To obtain measurements, the insulated conductor under test serves as the first conductive element or electrode of the coupling capacitor and the vibration conductivity sensor serves as the second conductive element or electrode of the coupling capacitor. play a role. Since vibration allows the distance between the sensor and the conductor under test to vary, the resulting capacitance of the coupling capacitor changes over time due to the vibration of the sensor. A non-contact DC voltage measurement device includes circuitry for detecting or measuring the AC current that flows through the coupling capacitor as a result of vibration, referred to herein as the signal current (I O ). The AC signal current is proportional to the DC voltage across the coupling capacitor and the time-varying change in capacitance of the coupling capacitor caused by vibration of the contactless conductive sensor. The DC voltage measurement device uses the detected signal current generated by the vibration using a known reference voltage to generate the reference current and the AC voltage of the vibration non-contact sensor (e.g. 0 volts or ground). to determine the DC voltage across the coupling capacitor.

絶縁導体の決定されたＤＣ電圧は、（例えば、ディスプレイを介して）ユーザに出力することができ、又は１つ以上の有線若しくは無線接続を通して外部システムに伝送することができる。ＤＣ電圧に加えて、本明細書で論じられる測定装置はまた、限定されないが、ＡＣ電圧、ＡＣ又はＤＣ電流、電力、位相角、波形、熱特性、インピーダンスなどの他の電気パラメータを決定するための機能も含むことができる。 The determined DC voltage on the insulated conductors can be output to a user (eg, via a display) or transmitted to an external system through one or more wired or wireless connections. In addition to DC voltage, the measurement devices discussed herein can also be used to determine other electrical parameters such as, but not limited to, AC voltage, AC or DC current, power, phase angle, waveforms, thermal properties, impedance. can also include the function of

以下の説明では、種々の開示の実施形態の完全な理解が得られるように、特定の具体的な詳細について記載する。しかしながら、当業者は、これらの具体的な詳細のうちの１つ以上を伴わずに、又は他の方法、構成要素、材料などを伴って実施形態を実践することができることを理解するであろう。その他の場合では、コンピュータシステム、サーバコンピュータ、及び／又は通信ネットワークに関係する周知の構造は、実施形態の説明を必要以上に不明瞭にすることを避けるためにも、詳細には示されていないか又は記載されていない。 In the following description, certain specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of the various disclosed embodiments. One skilled in the art will understand, however, that the embodiments can be practiced without one or more of these specific details, or with other methods, components, materials, etc. . In other instances, well-known structures associated with computer systems, server computers, and/or communication networks have not been shown in detail to avoid unnecessarily obscuring the description of the embodiments. or not listed.

文脈上その他の意味に解すべき場合を除き、以下の明細書及び特許請求の範囲を通して、用語「備える（comprising）」とは用語「含む（including）」と同義であり、包括的であり、つまり限定的ではない（即ち、更なる記載されていない要素又は方法の行為を除外しない）。 Unless the context dictates otherwise, throughout the following specification and claims the term "comprising" is synonymous with the term "including" and is inclusive, that is, is non-limiting (ie, does not exclude additional unrecited elements or method acts);

本明細書の全体を通して「１つの実施形態（one implementation）」又は「一実施形態（an implementation）」を参照することは、実施形態に関して記述された特定の特徴、構造、又は特性が少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書の全体を通して種々の場所における「１つの実施形態において（in one implementation）」又は「一実施形態において（in an implementation）」という句の出現は、必ずしも全てが同じ実施形態に言及するものではない。なお、特定の特徴、構造、又は特性は、１つ以上の実施形態では任意の好適な方法で組み合わせられてもよい。 References to "one implementation" or "an implementation" throughout this specification mean that the particular feature, structure, or characteristic described in connection with the It is meant to be included in the embodiment. Thus, the appearance of the phrases "in one implementation" or "in an implementation" in various places throughout this specification do not necessarily all refer to the same embodiment. not something to do. It should be noted that the particular features, structures or characteristics may be combined in any suitable manner in one or more embodiments.

本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用する際に、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、その内容について別段の明確な指示がない限り、複数の指示対象を含む。用語「又は」は、文脈上、別段の明確な指示がない限り、その意味において「及び／又は」を含んで一般的に用いられる、という点にも留意すべきである。 As used in this specification and the appended claims, the singular forms "a," "an," and "the" include plural referents unless the content clearly dictates otherwise. . It should also be noted that the term "or" is generally used in its meaning including "and/or" unless the context clearly dictates otherwise.

本明細書で提供される見出し及び要約書は、便宜のためだけであり、実施形態の範囲又は意味を説明するものではない。 The headings and abstract provided herein are for convenience only and do not interpret the scope or meaning of the embodiments.

図１Ａは、本開示の非接触ＤＣ電圧測定装置１０２を、オペレータ１０４が使用して、絶縁電線１０６内に存在するＤＣ電圧を、非接触電圧測定装置と電線１０６とのガルバニック接触を必要とすることなく測定することができる、環境１００の絵図である。図１Ｂは、動作中の非接触ＤＣ電圧測定装置の種々の電気的特性を示す、図１Ａの非接触電圧測定装置１０２の平面図である。非接触電圧測定装置１０２は、握持部分又は端部１１０と、握持部分の反対側の、本明細書では前端部とも称されるプローブ部分又は端部１１２と、を含む、ハウジング又は本体１０８を含む。ハウジング１０８はまた、非接触電圧測定装置１０２とのユーザインタラクションを容易にするユーザインターフェース１１４を含むこともできる。ユーザインターフェース１１４は、任意の数の入力部（例えば、ボタン、ダイヤル、スイッチ、タッチセンサ）、及び任意の数の出力部（例えば、ディスプレイ、ＬＥＤ、スピーカ、ブザー）を含むことができる。非接触電圧測定装置１０２はまた、１つ以上の有線及び／又は無線通信インターフェース（例えば、ＵＳＢ、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））、並びに種々の制御又は処理回路（例えば、プロセッサ、マイクロコントローラ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、メモリ）も含むことができる。 FIG. 1A illustrates the non-contact DC voltage measurement device 102 of the present disclosure being used by an operator 104 to measure the DC voltage present in an insulated wire 106 requiring galvanic contact between the non-contact voltage measurement device and the wire 106. 1 is a pictorial representation of an environment 100 that can be measured without FIG. 1B is a plan view of the non-contact voltage measurement device 102 of FIG. 1A showing various electrical characteristics of the non-contact DC voltage measurement device in operation. The non-contact voltage measurement device 102 includes a housing or body 108 that includes a grip portion or end 110 and a probe portion or end 112, also referred to herein as a front end, opposite the grip portion. including. Housing 108 may also include a user interface 114 that facilitates user interaction with non-contact voltage measurement device 102 . User interface 114 may include any number of inputs (eg, buttons, dials, switches, touch sensors) and any number of outputs (eg, displays, LEDs, speakers, buzzers). Non-contact voltage measurement device 102 also includes one or more wired and/or wireless communication interfaces (eg, USB, Wi-Fi®, Bluetooth®), and various control or processing circuitry (eg, processors, microcontrollers, DSPs, ASICs, FPGAs, memory) may also be included.

少なくともいくつかの実施形態では、図１Ｂに最良に示されるように、プローブ部分１１２は、第１の拡張部分１１８及び第２の拡張部分１２０によって画定された凹部分１１６を含むことができる。凹部分１１６は、絶縁電線１０６（図１Ａを参照）を受容する。絶縁電線１０６は、導体１２２と、導体１２２を取り囲む絶縁体１２４と、を含む。凹部分１１６は、非接触導電センサ又は電極１２６を含むことができ、非接触導電センサ又は電極は、絶縁電線が非接触電圧測定装置１０２の凹部分１１６内に位置付けられたときに、絶縁電線１０６の絶縁体１２４に近接して載置される。センサ１２６は、センサと他の物体との物理的及び電気的接触を防止するために、ハウジング１０８の内部に、又は陥凹位置に位置付けることができる。下で更に論じられるように、動作中に、導電センサ１２６は、測定プロセス中に機械的に発振され、これは、測定装置１０２が試験中の絶縁導体１０６のＤＣ電圧を正確に測定することを可能にする。 In at least some embodiments, the probe portion 112 can include a recessed portion 116 defined by a first extension portion 118 and a second extension portion 120, as best shown in FIG. 1B. Recessed portion 116 receives insulated wire 106 (see FIG. 1A). Insulated wire 106 includes conductor 122 and insulator 124 surrounding conductor 122 . Recessed portion 116 may include a non-contact conductive sensor or electrode 126 that is applied to insulated wire 106 when the insulated wire is positioned within recessed portion 116 of non-contact voltage measurement device 102 . is placed in close proximity to the insulator 124 of the . The sensor 126 can be positioned inside the housing 108 or in a recessed position to prevent physical and electrical contact between the sensor and other objects. As discussed further below, in operation, the conductivity sensor 126 is mechanically oscillated during the measurement process, which ensures that the measurement device 102 accurately measures the DC voltage of the insulated conductor 106 under test. to enable.

図１Ａに示されるように、使用中に、オペレータ１０４は、ハウジング１０８の握持部分１１０を把持し、プローブ部分１１２を絶縁電線１０６に近接して配置することができ、非接触電圧測定装置１０２は、電線内に存在するＤＣ電圧をアース接地（又は別の基準ノード）に対して正確に測定することができるようになっている。プローブ端部１１２は、凹部分１１６を有するように示されるが、その他の実施形態では、プローブ部分１１２を異なる方法で構成することができる。例えば、少なくともいくつかの実施形態において、プローブ部分１１２は、移動可能なクランプ、フック、センサを含む選択的に平坦な若しくは円弧の面、又は非接触電圧測定装置１０２のセンサを絶縁電線１０６に近接して位置付けることを可能にする他の型のインターフェースを含むことができる。 As shown in FIG. 1A, in use, an operator 104 can grasp a handgrip portion 110 of housing 108 and place probe portion 112 proximate to insulated wire 106 to allow non-contact voltage measurement device 102 to operate. is capable of accurately measuring the DC voltage present in the wire with respect to earth ground (or another reference node). Although probe end 112 is shown having a recessed portion 116, in other embodiments probe portion 112 may be configured differently. For example, in at least some embodiments, the probe portion 112 is a selectively flat or arcuate surface that includes movable clamps, hooks, sensors, or sensors of the non-contact voltage measurement device 102 proximate the insulated wire 106 . It can contain other types of interfaces that allow it to be positioned as

オペレータの身体がアース／接地の基準として作用するのは、一部の実施形態においてだけであり得る。代替的に、試験リード線１３９を介したアース１２８に対する直接接続を使用することができる。本明細書で論じられる非接触測定値の機能は、アースに対して測定する用途だけに限定されない。外部基準は、任意の他の電位に容量結合又は直接結合することができる。例えば、外部基準が三相システムの別の位相に容量結合された場合、相間電圧が測定される。一般に、本明細書で論じられる概念は、基準電圧及び任意の他の基準電位に容量結合接続された身体を使用するアースに対する基準だけに限定されない。 It may only be in some embodiments that the operator's body acts as an earth/ground reference. Alternatively, a direct connection to ground 128 via test lead 139 can be used. The non-contact measurement capabilities discussed herein are not limited to applications that measure to ground. The external reference can be capacitively or directly coupled to any other potential. For example, if an external reference is capacitively coupled to another phase of a three-phase system, the phase-to-phase voltage is measured. In general, the concepts discussed herein are not limited to only references to ground using a body capacitively coupled to a reference voltage and any other reference potential.

下で更に論じられるように、少なくともいくつかの実施形態では、非接触電圧測定装置１０２は、ＤＣ電圧測定中に、オペレータ１０４と接地１２８との間の人体容量（ＣＢ）を利用することができる。接地という用語がノード１２８に使用されているが、ノードは、必ずしもアース／接地であるというわけではなく、容量結合させることによって任意の他の基準電位にガルバニック絶縁された様態で接続することができる。測定装置１０２はまた、従来のガルバニック結合（例えば、試験リード線）によって、ノード１２８などの基準ノードに連結することもできる。 As discussed further below, in at least some embodiments, the non-contact voltage measurement device 102 can utilize body capacitance (C B ) between the operator 104 and ground 128 during DC voltage measurements. can. Although the term ground is used for node 128, the node is not necessarily earth/ground, but can be connected in a galvanically isolated manner to any other reference potential by capacitive coupling. . Measurement device 102 may also be coupled to a reference node, such as node 128, by conventional galvanic coupling (eg, test leads).

図２は、図１Ａ及び図１Ｂにも示される非接触電圧測定装置１０２の種々の内部構成要素の概略図を示す。この実施例では、非接触電圧測定装置１０２の導電センサ１２６は、平面又は膜の形態で成形され、試験中の絶縁電線１０６に近接して位置付けられ、絶縁電線１０６の導体１２２と容量結合して、センサ結合コンデンサ（ＣＯ）を形成する。導電センサは、他の平面形状（例えば、円形、矩形、三角形）、又は非平面形状（例えば、Ｖ字形状、Ｕ字形状）とすることができることを認識されたい。非接触ＤＣ電圧測定装置１０２を取り扱うオペレータ１０４は、人体容量（ＣＢ）を接地に対して有する。また、電線（例えば、試験リード線１３９）による直接導電接地結合を、図１Ａ及び図１Ｂに示されるように使用することができる。下で更に論じられるように、絶縁導体の電流成分又は「信号電流」（ＩＯ）は、導体１２２内のＤＣ電圧信号（ＶＤＣ）及びセンサ１２６において誘発される機械的発振に基づいて、直列に接続される結合コンデンサ（ＣＯ）及び本体容量（ＣＢ）を通じて生成される。いくつかの実施形態では、人体容量（ＣＢ）はまた、容量を接地又は任意の他の基準電位に生成する、ガルバニック絶縁された試験リード線を含むこともできる。 FIG. 2 shows a schematic diagram of various internal components of the non-contact voltage measurement device 102 also shown in FIGS. 1A and 1B. In this embodiment, the conductivity sensor 126 of the non-contact voltage measurement device 102 is molded in the form of a plane or membrane, positioned in close proximity to the insulated wire 106 under test, and capacitively coupled with the conductor 122 of the insulated wire 106 . , form the sensor coupling capacitor (C O ). It should be appreciated that the conductivity sensor can have other planar shapes (eg, circular, rectangular, triangular) or non-planar shapes (eg, V-shaped, U-shaped). An operator 104 handling the non-contact DC voltage measurement device 102 has a body capacitance (C B ) to ground. Alternatively, a direct conductive ground connection by wire (eg, test lead 139) can be used as shown in FIGS. 1A and 1B. As discussed further below, the current component or “signal current” (I O ) in the insulated conductor is based on the DC voltage signal (V DC ) in conductor 122 and the mechanical oscillation induced in sensor 126 in series. is generated through a coupling capacitor (C O ) and a body capacitance (CB) connected to . In some embodiments, the body capacitance (C B ) can also include galvanically isolated test leads that bring the capacitance to ground or any other reference potential.

測定される電線１２２内のＤＣ電圧（ＶＤＣ）は、外部接地１２８（例えば、中性点）への接続を有する。非接触電圧測定装置１０２自体もまた、接地１２８に対する容量を有し、この容量は、主として、オペレータ１０４（図１）が非接触電圧測定装置を自分の手で保持したときの人体容量（ＣＢ）からなる。容量ＣＯ及びＣＢの両方により導電ループが作成され、ループ内側の電圧が信号電流（ＩＯ）を生成する。信号電流（ＩＯ）は、導電センサ１２６に容量結合されたＤＣ電圧信号（ＶＤＣ）によって生成され、非接触ＤＣ電圧測定装置のハウジング１０８及び接地１２８に対する人体コンデンサ（ＣＢ）を介して外部接地１２８に戻る。信号電流（ＩＯ）は、非接触電圧測定装置１０２の導電センサ１２６と試験中の絶縁電線１０６との間の距離、導電センサ１２６の特定の形状、並びに導体１２２内のサイズ及び電圧レベル（ＶＤＣ）に依存する。 The DC voltage (V DC ) in line 122 to be measured has a connection to external ground 128 (eg, neutral). The non-contact voltage measurement device 102 itself also has a capacitance to ground 128 that is primarily the body capacitance (C B ). Both capacitances C O and C B create a conductive loop, and the voltage inside the loop produces the signal current (I O ). A signal current (I O ) is generated by a DC voltage signal (V DC ) capacitively coupled to the conductivity sensor 126 and externally through the non-contact DC voltage measurement device housing 108 and a body capacitor (C B ) to ground 128 . Return to ground 128 . The signal current (I O ) depends on the distance between the conductivity sensor 126 of the non-contact voltage measurement device 102 and the insulated wire 106 under test, the particular shape of the conductivity sensor 126, and the size and voltage level in the conductor 122 (V DC ).

信号電流（ＩＯ）に直接影響を及ぼす距離の変動及びそれに伴う結合コンデンサ（ＣＯ）の変動を補償するために、非接触電圧測定装置１０２は、コモンモード基準電圧源１３０を含み、コモンモード基準電圧源は、下で論じられる、機械的発振周波数（ｆＯ）と異なる基準周波数（ｆＲ）を有するＡＣ基準電圧（ＶＲ）を生成する。 To compensate for distance variations and concomitant variations in the coupling capacitor (C O ) that directly affect the signal current (I O ), the non-contact voltage measurement device 102 includes a common mode reference voltage source 130 to provide a common mode A reference voltage source generates an AC reference voltage (V R ) having a reference frequency (f R ) different from the mechanical oscillation frequency (f O ), discussed below.

迷走電流を低減させる、又は避けるために、非接触電圧測定装置１０２の少なくとも一部分は、導電内部接地ガード又はスクリーン１３２によって取り囲むことができ、スクリーンは、電流の大部分に導電センサ１２６を通させ、導電センサは、結合コンデンサ（ＣＯ）を絶縁電線１０６の導体１２２で形成する。内部接地ガード１３２は、任意の適切な導電材料（例えば、銅）から形成することができて、また、固体（例えば、箔）とすること、又は１つ以上の開口部（例えば、メッシュ）を有することができる。センサ１２６の周囲のガード１３２はまた、測定中にセンサ１２６の近くに隣接する電線の迷走の影響を低減させる。 To reduce or avoid stray currents, at least a portion of the non-contact voltage measurement device 102 may be surrounded by a conductive internal ground guard or screen 132, which allows most of the current to pass through the conductive sensor 126, The conductivity sensor forms a coupling capacitor (C O ) with the conductor 122 of the insulated wire 106 . The internal ground guard 132 can be formed from any suitable conductive material (eg, copper) and can be solid (eg, foil) or have one or more openings (eg, mesh). can have The guard 132 around the sensor 126 also reduces the effects of stray wires near and adjacent to the sensor 126 during measurements.

非接触電圧測定装置１０２は、導電センサ１２６に動作的に結合される、機械的発振器１４４を含む。動作中に、機械的発振器１４４は、機械的発振振幅及び機械的発振周波数（ｆＯ）に従って、導電センサ１２６を機械的に発振させる。機械的発振器１４４は、機械的発振振幅及び機械的発振周波数に従って導電センサ１２６と絶縁導体１０６との距離（ｄ）が周期的に変動するように、導電センサ１２６を試験中の絶縁導体１０６の方向に発振させる。この機械的発振は、電界に露出されている結合コンデンサ（ＣＯ）の値を変化させる。したがって、発振周波数（ｆＯ）を有する信号電流（ＩＯ）がセンサ１２６において生成される。この電流は、電界に比例する。下で論じられるように、コモンモード基準源１３０は、発振周波数（ｆＯ）と異なる周波数で、定義された既知の周波数（ｆＲ）及び大きさ（ＶＲ）を有するセンサに基準信号を注入するために使用され、基準電流ＩＲを生成する。したがって、試験中の導体１０６内の未知のＤＣ電圧は、下で論じられる式（１）に従って、結合コンデンサＣＯから独立して決定することができる。 Non-contact voltage measurement device 102 includes a mechanical oscillator 144 operatively coupled to conductivity sensor 126 . In operation, mechanical oscillator 144 mechanically oscillates conductivity sensor 126 according to a mechanical oscillation amplitude and a mechanical oscillation frequency (f O ). The mechanical oscillator 144 oscillates the conductivity sensor 126 in the direction of the insulated conductor 106 under test such that the distance (d) between the conductivity sensor 126 and the insulated conductor 106 varies periodically according to the mechanical oscillation amplitude and the mechanical oscillation frequency. to oscillate. This mechanical oscillation changes the value of the coupling capacitor (C O ) exposed to the electric field. A signal current (I O ) having an oscillation frequency (f O ) is thus generated in the sensor 126 . This current is proportional to the electric field. As discussed below, common-mode reference source 130 injects a reference signal into the sensor having a defined and known frequency (f R ) and magnitude (V R ) at a frequency different from the oscillation frequency (f O ). is used to generate the reference current I R . Therefore, the unknown DC voltage in conductor 106 under test can be determined independently from coupling capacitor C 2 O according to equation (1) discussed below.

機械的発振器１４４は、導電センサ１２６を絶縁導体に対して機械的に発振又は振動させるように動作可能である、任意の好適なデバイス又は構成要素とすることができる。使用することができる機械的発振器の非限定的な例としては、ピエゾ効果発振器又は微小機械的システム（ＭＥＭＳ）発振器が挙げられる。 Mechanical oscillator 144 may be any suitable device or component operable to mechanically oscillate or vibrate conductivity sensor 126 relative to an insulated conductor. Non-limiting examples of mechanical oscillators that can be used include piezo effect oscillators or micromechanical system (MEMS) oscillators.

内部接地ガード１３２と外部接地１２８との間の電流を避けるために、非接触電圧測定装置１０２は、導電基準遮蔽体１３４を含む。基準遮蔽体１３４は、任意の適切な導電材料（例えば、銅）から形成することができ、固体（例えば、板金）、プラスチック筐体内側のスパッタリングされた金属、可撓性（例えば、箔）とすること、又は１つ以上の開口部（例えば、メッシュ）を有することができる。コモンモード基準電圧源１３０は、基準遮蔽体１３４と内部接地ガード１３２との間に電気的に結合され、これによって、非接触ＤＣ電圧測定装置１０２の基準電圧（ＶＲ）と、基準周波数（ｆＲ）と、を有するコモンモード電圧又は基準信号が作成される。このようなＡＣ基準電圧（ＶＲ）により、付加基準電流（ＩＲ）が、結合コンデンサ（ＣＯ）及び人体コンデンサ（ＣＢ）を介して駆動される。 To avoid current flow between the internal ground guard 132 and the external ground 128, the non-contact voltage measurement device 102 includes a conductive reference shield 134. FIG. The reference shield 134 can be formed from any suitable conductive material (eg, copper), solid (eg, sheet metal), sputtered metal inside a plastic housing, flexible (eg, foil), and the like. or have one or more openings (eg, mesh). Common mode reference voltage source 130 is electrically coupled between reference shield 134 and internal ground guard 132 to provide a reference voltage (V R ) and a reference frequency (f R ) and a common mode voltage or reference signal is created. Such an AC reference voltage (V R ) drives an additional reference current (I R ) through the coupling capacitor (C O ) and the body capacitor (C B ).

導電センサ１２６の少なくとも一部分を取り囲む内部接地ガード１３２は、導電センサ１２６と基準遮蔽体１３４との間に基準電流（ＩＲ）の望ましくないオフセットを引き起こすＡＣ基準電圧（ＶＲ）の直接的な影響から導電センサを保護する。上述したように、内部接地ガード１３２は、非接触電圧測定装置１０２の内部電子接地１３８である。少なくともいくつかの実施形態では、内部接地ガード１３２はまた、電子品に結合するＡＣ基準電圧（ＶＲ）を避けるために、非接触電圧測定装置１０２の電子品のうちの一部又は全部を取り囲む。 The internal ground guard 132 surrounding at least a portion of the conductivity sensor 126 has a direct effect of the AC reference voltage (V R ) causing an undesirable offset of the reference current (I R ) between the conductivity sensor 126 and the reference shield 134 . Protect the conductivity sensor from As mentioned above, the internal ground guard 132 is the internal electronic ground 138 of the non-contact voltage measurement device 102 . In at least some embodiments, the internal ground guard 132 also surrounds some or all of the electronics of the non-contact voltage measurement device 102 to avoid the AC reference voltage (V R ) coupling to the electronics. .

上で述べたように、基準遮蔽体１３４は、ＡＣ基準信号を、ＤＣ電圧（ＶＤＣ）の発振及び大きさによって生成される入力ＡＣ電圧信号（ＶＡＣ）に注入するために利用され、また、第２の機能として、アース接地１２８容量に対するガード１３２を最小にする。少なくともいくつかの実施形態では、基準遮蔽体１３４は、非接触電圧測定装置１０２のハウジング１０８のうちの一部又は全部を取り囲む。このような実施形態では、電子品のうちの一部又は全部は、基準コモンモード信号を参照し、基準コモンモード信号は、導電センサ１２６と絶縁電線１０６内の導体１２２との間に基準電流（ＩＲ）を生成する。少なくともいくつかの実施形態では、基準遮蔽体１３４の唯一の間隙は、導電センサ１２６のための開口部とすることができ、この開口部は、非接触電圧測定装置１０２の動作中に、導電センサを絶縁電線１０６に近接して位置付けることを可能にする。 As mentioned above, the reference shield 134 is utilized to inject an AC reference signal into the input AC voltage signal (V AC ) produced by the oscillation and magnitude of the DC voltage (V DC ), and , as a second function, minimizes the guard 132 to earth ground 128 capacitance. In at least some embodiments, reference shield 134 surrounds some or all of housing 108 of non-contact voltage measurement device 102 . In such embodiments, some or all of the electronics are referenced to a reference common-mode signal, which is the reference current ( I R ). In at least some embodiments, the only gap in the reference shield 134 can be an opening for the conductivity sensor 126, which is used during operation of the non-contact voltage measurement device 102. can be positioned close to the insulated wire 106 .

内部接地ガード１３２及び基準遮蔽体１３４は、二重層スクリーンを非接触電圧測定装置１０２のハウジング１０８（図１Ａ及び図１Ｂを参照）の周囲に提供することができる。基準遮蔽体１３４は、ハウジングの外面１０８に配置することができ、内部接地ガード１３２は、内部遮蔽体又はガードとして機能することができる。導電センサ１２６は、ガード１３２によって、基準遮蔽体１３４に対して遮蔽され、よって、任意の基準電流が、結合コンデンサ（ＣＯ）によって、試験中の導電センサ１２６と導体１２２との間に生成される。センサ１２６の周囲のガード１３２はまた、センサの近くに隣接する電線の迷走の影響を低減させる。 An internal ground guard 132 and reference shield 134 may provide a double layer screen around the housing 108 (see FIGS. 1A and 1B) of the non-contact voltage measurement device 102 . A reference shield 134 can be placed on the outer surface 108 of the housing, and an internal ground guard 132 can function as an internal shield or guard. Conductivity sensor 126 is shielded against reference shield 134 by guard 132 so that any reference current is generated between conductivity sensor 126 under test and conductor 122 by a coupling capacitor (C O ). be. The guard 132 around the sensor 126 also reduces the effects of straying of adjacent electrical wires in the vicinity of the sensor.

図２に示されるように、導電センサ１２６は、測定中に、試験中の絶縁導体１０６に近接して位置決め可能である。試験中の絶縁導体１０６の導体１２２は、結合コンデンサ（ＣＯ）の第１の導電性素子又は電極としての役割を果たし、振動導電センサ１２６は、結合コンデンサの第２の導電性素子又は電極としての役割を果たす。 As shown in FIG. 2, the conductivity sensor 126 can be positioned proximate to the insulated conductor 106 under test during measurement. Conductor 122 of insulated conductor 106 under test serves as the first conductive element or electrode of the coupling capacitor (C O ) and vibration conductivity sensor 126 serves as the second conductive element or electrode of the coupling capacitor. play the role of

非接触電圧測定装置１０２は、例えば反転電流－電圧変換器として動作する入力増幅器１３６の形態で、センサ信号測定サブシステムを含むことができる。入力増幅器１３６は、非接触電圧測定装置１０２の内部接地１３８として機能する内部接地ガード１３２に電気的に結合された非反転端子を有する。入力増幅器１３６の反転端子は、導電センサ１２６に電気的に結合することができる。フィードバック回路１３７（例えば、フィードバック抵抗）もまた、入力信号を調整するためのフィードバック及び適切なゲインを提供するために、反転端子と入力増幅器１３６の出力端子との間に結合することができる。 The non-contact voltage measurement device 102 can include a sensor signal measurement subsystem, eg, in the form of an input amplifier 136 that operates as an inverting current-to-voltage converter. Input amplifier 136 has a non-inverting terminal electrically coupled to internal ground guard 132 which serves as internal ground 138 for non-contact voltage measurement device 102 . An inverting terminal of input amplifier 136 may be electrically coupled to conductivity sensor 126 . A feedback circuit 137 (eg, a feedback resistor) may also be coupled between the inverting terminal and the output terminal of input amplifier 136 to provide feedback and appropriate gain for adjusting the input signal.

入力増幅器１３６は、信号電流（ＩＯ）及び基準電流（ＩＲ）を含む電流を導電センサ１２６から受信し、受信した電流を、入力増幅器の出力端子において導電センサ電流を示すセンサ電流電圧信号に変換する。例えば、センサ電流電圧信号は、アナログ電圧であってもよい。アナログ電圧は、信号処理又は制御モジュール１４０に送給することができ、信号処理モジュールは、下で更に論じられるように、センサ電流電圧信号を処理して、絶縁電線１０６の導体１２２内のＤＣ電圧（ＶＤＣ）を決定する。信号処理モジュール１４０は、デジタル及び／又はアナログ回路の任意の組み合わせを含むことができ、また、アナログ－デジタル変換器（ＡＤＣ）、１つ以上のプロセッサ、１つ以上の非一時的プロセッサ可読記憶媒体などを含むことができる。 Input amplifier 136 receives current from conductivity sensor 126, including a signal current (I O ) and a reference current (I R ), and converts the received current into a sensor current voltage signal indicative of the conductivity sensor current at the output terminals of the input amplifier. Convert. For example, the sensor current voltage signal may be an analog voltage. The analog voltage can be fed to a signal processing or control module 140, which processes the sensor current voltage signal to produce a DC voltage in conductor 122 of insulated wire 106, as discussed further below. (V DC ) is determined. The signal processing module 140 may include any combination of digital and/or analog circuitry, and may also include an analog-to-digital converter (ADC), one or more processors, one or more non-transitory processor-readable storage media. and so on.

図３は、非接触ＤＣ電圧測定装置の種々の信号処理構成要素を示す、非接触ＤＣ電圧測定装置３００のブロック図である。非接触ＤＣ電圧測定装置３００は、先に論じた非接触ＤＣ電圧測定装置１０２と類似するか又は全く同じであってもよい。故に、類似するか又は同一である構成要素には、同じ参照番号が標識付けされる。示されるように、入力増幅器１３６は、導電センサ１２６からの入力電流（ＩＯ＋ＩＲ）を、入力電流を示すセンサ電流電圧信号に変換する。センサ電流電圧信号は、アナログ－デジタル変換器（ＡＤＣ）３０２を使用して、デジタル形式に変換される。 FIG. 3 is a block diagram of a non-contact DC voltage measurement device 300 showing various signal processing components of the non-contact DC voltage measurement device. The non-contact DC voltage measurement device 300 may be similar or identical to the non-contact DC voltage measurement device 102 discussed above. Accordingly, similar or identical components are labeled with the same reference numbers. As shown, input amplifier 136 converts the input current (I O +I R ) from conductivity sensor 126 to a sensor current voltage signal indicative of the input current. The sensor current voltage signal is converted to digital form using an analog-to-digital converter (ADC) 302 .

電線１２２のＤＣ電圧（ＶＤＣ）は、一定の振動及び基準電圧（ＶＲ）によって生じるＡＣ電圧（ＶＡＣ）に関連付けられる。ＡＣ電圧（ＶＡＣ）は、式（１）によって決定することができる。

Figure 0007182510000001

式中、（ＩＯ）は、導体１２２内のＤＣ電圧（ＶＤＣ）及び機械的発振により導電センサ１２６を通るＡＣ信号電流であり、（ＩＲ）は、ＡＣ基準電圧（ＶＲ）により導電センサ１２６を通る基準電流であり、（ｆＯ）は、センサ１２６の発振周波数であり、（ｆＲ）は、ＡＣ基準電圧（ＶＲ）の周波数である。導体１２２のＤＣ電圧（ＶＤＣ）は、式（１ａ）及び（１ｂ）で下に示されるように、式（１）からの（ＶＡＣ）に一定係数ｋを乗算することによって算出することができる。 The DC voltage (V DC ) on wire 122 is related to the AC voltage (V AC ) produced by a constant oscillation and a reference voltage (V R ). AC voltage (V AC ) can be determined by equation (1).
Figure 0007182510000001
where (I O ) is the AC signal current through conductivity sensor 126 due to the DC voltage (V DC ) in conductor 122 and mechanical oscillations, and (I R ) is the AC signal current conducted by the AC reference voltage (V R ). is the reference current through the sensor 126, (f O ) is the oscillation frequency of the sensor 126, and (f R ) is the frequency of the AC reference voltage (V R ). The DC voltage (V DC ) on conductor 122 can be calculated by multiplying (V AC ) from equation (1) by a constant factor k, as shown below in equations (1a) and (1b). can.

Figure 0007182510000002
Figure 0007182510000002

Figure 0007182510000003

この係数ｋは、機械的発振周波数及び発振の機械的大きさに比例する。この係数は、既知のＤＣ電圧を有する１つの測定値及び既に計算したＶＡＣによって決定することができる。
Figure 0007182510000003
This coefficient k is proportional to the mechanical oscillation frequency and the mechanical magnitude of the oscillation. This factor can be determined by one measurement with a known DC voltage and the V AC already calculated.

指数「Ｏ」又は「ＡＣ」（例えば、ＩＯ、ＶＡＣ）を有する信号は、周波数ｆＯを有する発振によって生じるＡＣ成分に関連付けられ、指数「ＤＣ」を有する信号は、振動している結合コンデンサ（ＣＯ）の中で電気ＤＣ界を生成するＤＣ電圧（ＶＤＣ）に関連付けられる。ＡＣパラメータは、コモンモード基準電圧源１３０に関連付けられる指数「Ｒ」を有する信号と異なる、周波数のような特性を有する。高速フーリエ変換（ＦＦＴ）アルゴリズム３０６を実装する回路などのデジタル処理を使用して、異なる周波数で信号の大きさを分離することができる。他の実施形態では、アナログ電子フィルタを使用して、「Ｏ」信号特性（例えば、大きさ、周波数）を「Ｒ」信号特性から分離することもできる。 Signals with indices 'O' or 'AC' (e.g., I O , V AC ) are associated with AC components caused by oscillations having frequency f O , and signals with indices 'DC' are associated with oscillating couplings It is associated with a DC voltage (V DC ) that creates an electric DC field in a capacitor (C O ). The AC parameters have different characteristics, such as frequency, than the signal with index “R” associated with common mode reference voltage source 130 . Digital processing, such as circuitry implementing a Fast Fourier Transform (FFT) algorithm 306, can be used to separate the signal magnitudes at different frequencies. In other embodiments, an analog electronic filter may be used to separate the 'O' signal characteristics (eg, magnitude, frequency) from the 'R' signal characteristics.

電流（ＩＯ）及び（ＩＲ）は、結合コンデンサ（ＣＯ）のために、それぞれ、周波数（ｆＯ）及び（ｆＲ）に依存する。結合コンデンサ（ＣＯ）を通って流れる電流及び人体容量（ＣＢ）は、周波数と比例する。発振周波数（ｆＯ）及び基準周波数（ｆＲ）は、測定することができ、又はシステムが発振及び基準電圧を生成しているので既に既知であり得る。 The currents (I O ) and (I R ) are frequency (f O ) and (f R ) dependent, respectively, due to the coupling capacitor (C O ). The current flowing through the coupling capacitor (C O ) and the body capacitance (C B ) are proportional to frequency. The oscillation frequency (f O ) and reference frequency (f R ) can be measured or already known as the system is generating the oscillation and reference voltages.

入力電流（ＩＯ＋ＩＲ）が入力増幅器１３６によって調整され、ＡＤＣ３０２によってデジタル化された後に、ＦＦＴ３０６を使用して周波数領域内の信号を表すことによって、デジタルセンサの電流電圧信号の周波数成分を決定することができる。周波数（ｆＯ）及び（ｆＲ）の両方が測定又は別様に取得されたときに、電流（ＩＯ）及び（ＩＲ）の基本的な大きさをＦＦＴ３０６から計算するために、周波数ビンを決定することができる。 After the input current (I O +I R ) is conditioned by the input amplifier 136 and digitized by the ADC 302, the FFT 306 is used to determine the frequency content of the current voltage signal of the digital sensor by representing the signal in the frequency domain. can do. Frequency bin _ _ can be determined.

電流（ＩＲ）及び／又は電流（ＩＯ）の大きさは、絶縁電線１０６の基準信号センサ又は電極（例えば、電極１２６）と導体１２２との間の距離の関数として変動し得る。したがって、システムは、測定された電流（ＩＲ）及び／又は電流（ＩＯ）を予想されるそれぞれの電流と比較して、基準信号センサ又は電極と導体１２２との間の距離を判定することができる。 The magnitude of current (I R ) and/or current (I O ) may vary as a function of the distance between a reference signal sensor or electrode (eg, electrode 126 ) of insulated wire 106 and conductor 122 . Accordingly, the system compares the measured current (I R ) and/or current (I O ) to the expected respective currents to determine the distance between the reference signal sensor or electrode and the conductor 122. can be done.

次に、図３のブロック３０８によって示されるように、電流（ＩＲ）及び（ＩＯ）の基本高調波の比率を、決定又は取得された周波数（ｆＯ）及び（ｆＲ）によって修正することができ、この係数を使用して、電線１２２のＤＣ電圧（ＶＤＣ）を計算することができる。 Next, as indicated by block 308 of FIG. 3, the ratio of the fundamental harmonics of the currents (I R ) and (I O ) is modified by the determined or obtained frequencies (f O ) and (f R ). and this factor can be used to calculate the DC voltage (V DC ) on line 122 .

結合コンデンサ（ＣＯ）は、一般に、絶縁導体１０６と導電センサ１２６との間の距離、並びにセンサ１２６の特定の形状及び寸法に応じて、例えば、約０．０２ｐＦ～１ｐＦの範囲の容量値を有することができる。人体容量（ＣＢ）は、例えば、約２０ｐＦ～２００ｐＦの容量値を有することができる。 The coupling capacitor (C O ) typically has a capacitance value in the range of, for example, about 0.02 pF to 1 pF, depending on the distance between the insulated conductor 106 and the conductivity sensor 126 and the particular shape and size of the sensor 126. can have Body capacitance (C B ), for example, can have a capacitance value of about 20 pF to 200 pF.

上記の式（１）から、コモンモード基準電圧源１３０によって生成されたＡＣ基準電圧（ＶＲ）は、信号電流（ＩＯ）及び基準電流（ＩＲ）に関して類似する電流の大きさを達成するために、導体１２２内の振動によって生成されたＡＣ電圧（ＶＡＣ）と同じ範囲内である必要がないことが分かる。相対的に高くなるように基準周波数（ｆＲ）を選択することによって、ＡＣ基準電圧（ＶＲ）を相対的に低く（例えば、５Ｖ未満に）することができる。 From equation (1) above, the AC reference voltage (V R ) generated by the common-mode reference voltage source 130 achieves similar current magnitudes with respect to the signal current (I O ) and the reference current (I R ). , it does not need to be in the same range as the AC voltage (V AC ) generated by the vibration in conductor 122 . By choosing the reference frequency (f R ) to be relatively high, the AC reference voltage (V R ) can be made relatively low (eg, less than 5V).

任意の好適な信号発生器を使用して、基準周波数（ｆＲ）を有するＡＣ基準電圧（ＶＲ）を発生させることができる。図３に図示した実施例では、シグマ－デルタデジタル－アナログ変換器（Σ－Δ ＤＡＣ）３１０が使用される。Σ－Δ ＤＡＣ３１０は、ビットストリームを使用して、定義された基準周波数（ｆＲ）及びＡＣ基準電圧（ＶＲ）を有する波形（例えば、正弦波形）信号を作成する。少なくともいくつかの実施形態では、Σ－Δ ＤＡＣ３１０は、ジッタを低減させるために、ＦＦＴ３０６のウインドウと同相である波形を生成することができる。Σ－Δ ＤＡＣよりも低いコンピューティング電力を使用し得るＰＷＭなどの、任意の他の基準電圧発生器が使用され得る。 Any suitable signal generator can be used to generate an AC reference voltage (V R ) having a reference frequency (f R ). In the embodiment illustrated in FIG. 3, a sigma-delta digital-to-analog converter (Σ-Δ DAC) 310 is used. Σ-Δ DAC 310 uses the bitstream to create a waveform (eg, sinusoidal waveform) signal having a defined reference frequency (f R ) and AC reference voltage (V R ). In at least some embodiments, Σ-Δ DAC 310 can generate a waveform that is in phase with the window of FFT 306 to reduce jitter. Any other reference voltage generator, such as PWM, that can use less computing power than the Σ-Δ DAC can be used.

結合コンデンサ（ＣＯ）を通って流れるセンサ電流（ＩＯ）は、結合コンデンサ（ＶＤＣ）にかかる電圧、及び非接触導電センサ１２６の振動によって生じる結合コンデンサの容量（ΔＣ／Δｔ）の時間的に変動する変化と比例する。この関係は、下の式（２）によって表すことができる。 The sensor current (I O ) flowing through the coupling capacitor (C O ) is determined by the voltage across the coupling capacitor (V DC ) and the capacitance (ΔC/Δt) of the coupling capacitor caused by vibration of the contactless conductivity sensor 126 over time. is proportional to the change that fluctuates in This relationship can be expressed by equation (2) below.

Figure 0007182510000004

式中、ｋ１は、比例定数である。定数ｋ１は、導電センサ１２６の物理的特性、試験中の絶縁導体１０６の物理的特性、又は測定中の導電センサと絶縁導体との間の空間の物理的特性、のうちの少なくとも１つに依存し得る。例えば、定数ｋ１は、導電センサ１２６の特定の形状、導電センサの面積、導電センサと試験中の絶縁導体との間の容積の誘電率などに依存し得る。
Figure 0007182510000004
where k1 is the constant of proportionality. The constant k1 is dependent on at least one of a physical property of the conductivity sensor 126, a physical property of the insulated conductor 106 under test, or a physical property of the space between the conductivity sensor and the insulated conductor under measurement. can depend. For example, the constant k1 may depend on the particular shape of the conductivity sensor 126, the area of the conductivity sensor, the dielectric constant of the volume between the conductivity sensor and the insulated conductor under test, and the like.

上記の式（２）を再配設して、ＤＣ電圧（ＶＤＣ）を以下のように決定することができる。

Figure 0007182510000005

式中ｋ２は、１／ｋ１に等しい比例定数である。時間的に変動する容量（ΔＣ／Δｔ）は、機械的発振振幅に依存し、これは、導電センサ１２６が振動するときの、導電センサ１２６と絶縁導体１０６との間の分離距離（ｄ）の周期的な変化を決定する。時間的に変動する容量（ΔＣ／Δｔ）はまた、導電センサ１２６の機械的発振周波数（ｆＯ）にも依存する。 Rearranging equation (2) above, the DC voltage (V DC ) can be determined as follows.
Figure 0007182510000005
where k2 is a proportionality constant equal to 1 /k1. The time-varying capacitance (ΔC/Δt) depends on the mechanical oscillation amplitude, which is the separation distance (d) between conductivity sensor 126 and insulated conductor 106 when conductivity sensor 126 vibrates. Determine periodic changes. The time-varying capacitance (ΔC/Δt) is also dependent on the mechanical oscillation frequency (f O ) of conductivity sensor 126 .

簡略化された例として、試験中の導電センサ１２６及び導体１０６は、測定中の平行板コンデンサ（ＣＯ）としてモデル化することができる。平行板コンデンサは、下の式（４）によって定義される容量（Ｃ）を有する。

Figure 0007182510000006

式中、Ｑは、平行板の電荷であり、Ｖは、コンデンサにかかる電圧であり、（ε）は、コンデンサの誘電率であり、（Ａ）は、平行板の面積であり、（ｄ）は、２つのプレート間の距離である。更に、コンデンサ内を流れる電流（ＩＯ）は、下の式（５）によって定義することができる。
Figure 0007182510000007
 As a simplified example, the conductivity sensor 126 and conductor 106 under test can be modeled as a parallel plate capacitor (C O ) under measurement. A parallel plate capacitor has a capacitance (C) defined by equation (4) below.
Figure 0007182510000006
where Q is the charge on the parallel plates, V is the voltage across the capacitor, (ε) is the dielectric constant of the capacitor, (A) is the area of the parallel plates, and (d) is the distance between the two plates. Additionally, the current (I O ) flowing in the capacitor can be defined by equation (5) below.
Figure 0007182510000007

上記の式（４）及び（５）を使用して、コンデンサの電流を下の式（６）によって定義することができる。

Figure 0007182510000008

次いで、式（５）を再配設して、信号電流、機械的発振振幅、及び機械的発振周波数の関数として、コンデンサにかかる電圧（Ｖ）を決定することができる。導体とセンサとの間の距離（ｄ）が既知である場合に、式（６）を解くことができる。しかしながら、距離（ｄ）は、既知でない場合があり、したがって、式（１ａ）及び（１ｂ）（１）において上で提示されたように、結合容量（ＣＯ）から独立して式を解くために、基準信号が必要であり得る。 Using equations (4) and (5) above, the capacitor current can be defined by equation (6) below.
Figure 0007182510000008
Equation (5) can then be rearranged to determine the voltage (V) across the capacitor as a function of signal current, mechanical oscillation amplitude, and mechanical oscillation frequency. Equation (6) can be solved if the distance (d) between the conductor and the sensor is known. However, the distance (d) may not be known, so equations (1a) and (1b) as presented above in (1) to solve the equation independently of the coupling capacitance (C O ) may require a reference signal.

実際には、測定装置１０２は、１つ以上の数式、ルックアップテーブル、及び／又は較正係数を使用して、検出した信号電流（ＩＯ）に基づいて、絶縁導体１０６内のＤＣ電圧（ＶＤＣ）を決定することができる。上で論じたように、少なくともいくつかの実施形態では、測定装置１０２は、電流、電力、位相角などの１つ以上の他の電気パラメータを測定するように動作することができる。 In practice, measurement device 102 uses one or more equations, lookup tables, and/or calibration factors to determine the DC voltage in insulated conductor 106 (V DC ) can be determined. As discussed above, in at least some embodiments, measurement device 102 is operable to measure one or more other electrical parameters such as current, power, phase angle, and the like.

非接触電圧測定装置１０２はまた、信号処理モジュール１４０に通信的に結合された１つ以上のインターフェース１４２も含むことができる。１つ以上のインターフェース１４２は、１つ以上のディスプレイ、スピーカ、タッチパッド、タッチスクリーン、ボタン、ダイヤル、ノブ、ホイールなどの、ユーザインターフェースの１つ以上の入力又は出力構成要素を含むことができる。１つ以上のインターフェース１４２は、追加的又は代替的に、ＵＳＢインターフェース、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）インターフェース、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）インターフェースなどの、１つ以上の有線又は無線通信インターフェースを含むことができる。種々のインターフェース１４２は、決定したＤＣ電圧（ＶＤＣ）を出力すること、又は非接触電圧測定装置のオペレータ１０４に情報を通信することなどの、非接触電圧測定装置１０２との相互作用を可能にすることができる。１つ以上の通信インターフェースを使用して、外部システムにデータ（例えば、測定データ）を伝送すること、又は外部システムからデータ（例えば、制御命令）を受信することができる。 Non-contact voltage measurement device 102 may also include one or more interfaces 142 communicatively coupled to signal processing module 140 . One or more interfaces 142 may include one or more input or output components of a user interface, such as one or more displays, speakers, touchpads, touchscreens, buttons, dials, knobs, wheels, and the like. The one or more interfaces 142 may additionally or alternatively include one or more wired or wireless communication interfaces, such as a USB interface, Bluetooth® interface, Wi-Fi® interface, etc. . Various interfaces 142 enable interaction with the non-contact voltage measurement device 102, such as outputting a determined DC voltage (V DC ) or communicating information to the non-contact voltage measurement device operator 104. can do. One or more communication interfaces can be used to transmit data (eg, measurement data) to or receive data (eg, control instructions) from an external system.

図４は、電子フィルタを実装する非接触電圧測定システムの信号処理部４００のブロック図である。信号処理部４００は、電流測定サブシステム４０１（例えば、入力増幅器１３６）からの導電センサ１２６の電流（ＩＯ＋ＩＲ）に比例する、センサ電流電圧信号を受信することができる。 FIG. 4 is a block diagram of a signal processing portion 400 of a non-contact voltage measurement system implementing electronic filters. Signal processor 400 may receive a sensor current voltage signal proportional to the current (I O +I R ) of conductivity sensor 126 from current measurement subsystem 401 (eg, input amplifier 136).

上で論じたように、信号電流（ＩＯ）は、基準電流（ＩＲ）と異なる周波数を有する。信号電流（ＩＯ）を基準電流（ＩＲ）から隔離するために、信号処理部４００は、信号電流（ＩＯ）を通し、基準電流（ＩＲ）を拒否するように動作する、第１のフィルタ４０２を含むことができる。次いで、フィルタリングされた信号を、第１の整流器４０４によって整流し、第１のＡＤＣ４０６によってデジタル化することができる。デジタル化された信号は、上で論じたように、計算に使用するために、適切なプロセッサ４０８に送給することができる。同様に、基準電流（ＩＲ）を信号電流（ＩＯ）から隔離するために、信号処理部４００は、基準電流（ＩＲ）を通し、信号電流（ＩＯ）を拒否するように動作する、第２のフィルタ４１０を含むことができる。次いで、フィルタリングされた信号を、第２の整流器４１２によって整流し、第２のＡＤＣ４１４によってデジタル化することができる。デジタル化された信号は、計算に使用するために、適切なプロセッサ４０８に送給することができる。第１のフィルタ４０２及び第２のフィルタ４１０は、任意の適切なアナログフィルタとすることができ、また、それぞれ、いくつかの個別構成要素（例えば、コンデンサ、インダクタ）を含むことができる。 As discussed above, the signal current (I O ) has a different frequency than the reference current (I R ). To isolate the signal current (I O ) from the reference current (I R ), the signal processor 400 operates to pass the signal current (I O ) and reject the reference current (I R ). of filters 402 can be included. The filtered signal can then be rectified by a first rectifier 404 and digitized by a first ADC 406 . The digitized signal can be sent to a suitable processor 408 for use in calculations, as discussed above. Similarly, to isolate the reference current (I R ) from the signal current (I O ), the signal processor 400 operates to pass the reference current (I R ) and reject the signal current (I O ). , can include a second filter 410 . The filtered signal can then be rectified by a second rectifier 412 and digitized by a second ADC 414 . The digitized signal can be sent to a suitable processor 408 for use in calculations. First filter 402 and second filter 410 may be any suitable analog filters and may each include several discrete components (eg, capacitors, inductors).

前述の詳細な説明では、ブロック図、概略図、及び実施例を使用して、装置及び／又はプロセスの種々の実施形態を説明してきた。このようなブロック図、系統図、及び実施例が１つ以上の機能及び／又は動作を含む限り、このようなブロック図、フロー図、又は実施例内のそれぞれの機能及び／又は動作は、広範囲にわたるハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの実質的に任意の組み合わせにより、個別にかつ／又は集合的に実装することができることが、当業者には理解されるであろう。一実施形態では、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を介して、本発明の主題を実施してよい。しかしながら、本明細書で開示する実施形態が、全部、又は一部を問わず、１つ以上のコンピュータ上で実行される１つ以上のコンピュータプログラムとして（例えば、１つ以上のコンピュータシステム上で実行される１つ以上のプログラムとして）、１つ以上の制御装置（例えば、マイクロコントローラ）上で実行される１つ以上のプログラムとして、１つ以上のプロセッサ（例えば、マイクロプロセッサ）上で実行される１つ以上のプログラムとして、ファームウェアとして、又はこれらの実質的に任意の組み合わせとして標準的な集積回路内で同等に実装することができ、ソフトウェア及び／又はファームウェアについての回路設計及び／又はコード書き込みであれば、十分に、本開示に照らして当該技術分野における当業者の知識の範囲内になることを当業者は認識するであろう。 The foregoing detailed description uses block diagrams, schematic diagrams, and examples to describe various embodiments of apparatus and/or processes. To the extent such block diagrams, flow diagrams, and examples include one or more functions and/or actions, each function and/or action in such block diagrams, flow diagrams, or examples may be interpreted broadly. can be implemented individually and/or collectively by hardware, software, firmware, or substantially any combination thereof. In one embodiment, the inventive subject matter may be implemented via an application specific integrated circuit (ASIC). However, the embodiments disclosed herein may be implemented, in whole or in part, as one or more computer programs running on one or more computers (e.g., running on one or more computer systems). as one or more programs running on one or more controllers (e.g., microcontrollers), one or more programs running on one or more processors (e.g., microprocessors) Equivalently implemented in standard integrated circuits as one or more programs, as firmware, or substantially any combination thereof, by circuit design and/or code writing for software and/or firmware Those skilled in the art will recognize that, if any, are well within the knowledge of those skilled in the art in light of the present disclosure.

当業者は、本明細書に記載する方法又はアルゴリズムの多くが付加的な行為を採用することができ、一部の行為を省略することができ、かつ／又は行為を指定された順番と異なる順番で実行することができることを、理解するであろう。一例として、少なくともいくつかの実施形態では、非接触電圧測定システムは、命令を実行するためにプロセッサを利用しない場合がある。例えば、非接触電圧測定装置は、本明細書で論じられる機能のいくつか又は全てを提供するようにハードワイヤードすることができる。加えて、少なくともいくつかの実施形態では、非接触電圧測定装置は、本明細書で論じられる異なる測定を生じさせる、又は開始するためにプロセッサを利用しない場合がある。例えば、このような非接触電圧測定装置は、測定を生じさせるユーザ作動のボタンなどの１つ以上の別個の入力に依存することができる。 It will be appreciated by those skilled in the art that many of the methods or algorithms described herein may employ additional acts, may omit some acts, and/or may perform acts in a different order than specified. You will understand that it can be done with As an example, in at least some embodiments, a non-contact voltage measurement system may not utilize a processor to execute instructions. For example, a non-contact voltage measurement device can be hardwired to provide some or all of the functionality discussed herein. Additionally, in at least some embodiments, a non-contact voltage measurement device may not utilize a processor to produce or initiate the different measurements discussed herein. For example, such non-contact voltage measurement devices can rely on one or more separate inputs, such as user-actuated buttons, to cause a measurement to occur.

更に、当業者は、本明細書で教示する機構が、種々の形態でプログラム製品として流通可能であり、代表的な実施形態が、流通を実際に実行するために使用される特定の形式の信号担持媒体に関係なく等しく適用されることを、認識するであろう。信号担持媒体の例としては、以下のもの、即ち、フロッピーディスク、ハードディスクドライブ、ＣＤ－ＲＯＭ、デジタルテープ、及びコンピュータメモリなどの記録可能な形式の媒体が挙げられるが、これらに限定されない。 Furthermore, those skilled in the art will appreciate that the mechanisms taught herein may be distributed in a variety of forms as program products, and representative embodiments may include signals in the specific form used to actually effect the distribution. It will be recognized that it applies equally regardless of the carrier medium. Examples of signal-bearing media include, but are not limited to, recordable forms of media such as floppy disks, hard disk drives, CD-ROMs, digital tapes, and computer memory.

上述した種々の実施形態を組み合わせて、更なる実施形態を提供してもよい。上記の説明を考慮すれば、実施形態へのこれらの変更及びその他の変更を行うことができる。通常、以下の請求項において使用する用語は、明細書及び請求項に開示された特定の実施形態に対する請求項を限定するものと解釈すべきではないが、こうした請求項に権利を与えた等価物の全範囲と共に全ての考えられる実施形態を含むものと解釈すべきである。したがって、請求項は、開示によって制限されるものではない。 The various embodiments described above may be combined to provide further embodiments. These and other changes to the embodiments can be made in light of the above description. Generally, the language used in the following claims should not be construed as limiting the claims to the specific embodiments disclosed in the specification and claims, but equivalents entitled to such claims. should be construed to include all possible embodiments along with the full scope of. Accordingly, the claims are not limited by the disclosure.

Claims (23)

絶縁導体内の直流（ＤＣ）電圧を測定する装置であって、前記装置が、
前記絶縁導体にガルバニック接触することなく、前記絶縁導体に近接して選択的に位置決め可能な導電センサと、
前記導電センサからガルバニック絶縁される導電内部接地ガードと、
前記内部接地ガードからガルバニック絶縁される導電基準遮蔽体と、
前記導電センサに動作的に結合された機械的発振器であって、前記導電センサと前記絶縁導体との間の距離が変動するように、前記機械的発振器が、動作中に、前記機械的発振に従って前記導電センサを機械的に発振させる、機械的発振器と、
動作中に、交流（ＡＣ）基準電圧を生成する、コモンモード基準電圧源であって、前記コモンモード基準電圧源が、前記内部接地ガードと前記導電基準遮蔽体との間で電気的に結合される、コモンモード基準電圧源と、
前記導電センサに電気的に結合されたセンサ信号測定サブシステムであって、前記センサ信号測定サブシステムが、動作中に、前記導電センサを通して伝導される電流を示すセンサ電流信号を生成する、センサ信号測定サブシステムと、
前記センサ信号測定サブシステムに通信的に結合された制御回路であって、動作中に、前記制御回路が、
前記センサ信号測定サブシステムから前記センサ電流信号を受信し、また、
前記センサ電流信号に少なくとも部分的に基づいて、前記絶縁導体内の前記ＤＣ電圧を決定する、制御回路と、を備える、装置。 A device for measuring direct current (DC) voltage in an insulated conductor, said device comprising:
a conductivity sensor selectively positionable proximate to the insulated conductor without galvanically contacting the insulated conductor;
a conductive internal ground guard that is galvanically isolated from the conductive sensor;
a conductive reference shield galvanically isolated from the internal ground guard;
A mechanical oscillator operatively coupled to the conductivity sensor, wherein the mechanical oscillator follows the mechanical oscillation during operation such that the distance between the conductivity sensor and the insulated conductor varies. a mechanical oscillator that mechanically oscillates the conductivity sensor;
A common mode reference voltage source that, in operation, produces an alternating current (AC) reference voltage, said common mode reference voltage source electrically coupled between said internal ground guard and said conductive reference shield. a common mode reference voltage source,
A sensor signal measurement subsystem electrically coupled to the conductivity sensor, wherein the sensor signal measurement subsystem, in operation, produces a sensor current signal indicative of current conducted through the conductivity sensor. a measurement subsystem;
A control circuit communicatively coupled to the sensor signal measurement subsystem, wherein, in operation, the control circuit:
receiving the sensor current signal from the sensor signal measurement subsystem;
and control circuitry that determines the DC voltage in the insulated conductor based at least in part on the sensor current signal. 前記制御回路が、前記センサ電流信号、前記機械的発振器の機械的発振周波数、前記ＡＣ基準電圧、及び前記ＡＣ基準電圧の基準周波数に少なくとも部分的に基づいて、前記絶縁導体内の前記ＤＣ電圧を決定する、請求項１に記載の装置。 The control circuit adjusts the DC voltage in the insulated conductor based at least in part on the sensor current signal, a mechanical oscillation frequency of the mechanical oscillator, the AC reference voltage, and a reference frequency of the AC reference voltage. 11. The apparatus of claim 1, for determining. 前記機械的発振器が、ピエゾ効果機械的発振器を備える、請求項１に記載の装置。 2. The apparatus of claim 1, wherein said mechanical oscillator comprises a piezo-effect mechanical oscillator. 前記機械的発振器が、微小電気機械（ＭＥＭＳ）的な機械的発振器を備える、請求項１に記載の装置。 2. The apparatus of Claim 1, wherein the mechanical oscillator comprises a micro-electro-mechanical (MEMS) mechanical oscillator. 前記制御回路が、動作中に、
前記センサ電流信号をデジタル信号に変換し、
前記デジタル信号を処理して、前記センサ電流信号の周波数領域表現を取得する、請求項１に記載の装置。 During operation of the control circuit,
converting the sensor current signal into a digital signal;
2. The apparatus of claim 1, processing the digital signal to obtain a frequency domain representation of the sensor current signal. 前記制御回路が、前記センサ電流信号の前記周波数領域表現を取得するために、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実装する、請求項５に記載の装置。 6. The apparatus of claim 5, wherein the control circuit implements a Fast Fourier Transform (FFT) to obtain the frequency domain representation of the sensor current signal. 前記コモンモード基準電圧源が、前記制御回路によって実装された前記ＦＦＴのウインドウによって同相で前記ＡＣ基準電圧を生成する、請求項６に記載の装置。 7. The apparatus of claim 6, wherein said common mode reference voltage source generates said AC reference voltage in phase with a window of said FFT implemented by said control circuit. 前記制御回路が、前記センサ電流信号をフィルタリングする、少なくとも１つの電子フィルタを備える、請求項１に記載の装置。 2. The apparatus of claim 1, wherein said control circuit comprises at least one electronic filter for filtering said sensor current signal. 前記制御回路が、前記センサ電流信号を処理して、絶縁導体電流成分及び基準電流成分を決定し、前記絶縁導体電流成分が、前記絶縁導体内の前記電圧により前記導電センサを通して伝導される前記電流を示し、前記基準電流成分が、前記コモンモード基準電圧源の前記電圧により前記導電センサを通して伝導される前記電流を示す、請求項１に記載の装置。 The control circuit processes the sensor current signal to determine an insulated conductor current component and a reference current component, the insulated conductor current component being the current conducted through the conductivity sensor by the voltage in the insulated conductor. and wherein said reference current component is indicative of said current conducted through said conductivity sensor by said voltage of said common mode reference voltage source. 前記制御回路が、前記センサ電流信号の前記絶縁導体電流成分の周波数を決定する、請求項９に記載の装置。 10. The apparatus of claim 9, wherein said control circuit determines the frequency of said insulated conductor current component of said sensor current signal. 動作中に、前記センサ信号測定サブシステムが、前記導電センサから入力電流を受信し、前記センサ電流信号は、前記導電センサから受信した前記入力電流を示す電圧信号を含む、請求項１に記載の装置。 2. The sensor signal measurement subsystem of claim 1, wherein, in operation, the sensor signal measurement subsystem receives an input current from the conductivity sensor, the sensor current signal comprising a voltage signal indicative of the input current received from the conductivity sensor. Device. 前記センサ信号測定サブシステムが、電流－電圧変換器として動作する、演算増幅器を備える、請求項１に記載の装置。 2. The apparatus of claim 1, wherein the sensor signal measurement subsystem comprises an operational amplifier operating as a current-to-voltage converter. 絶縁導体内の直流（ＤＣ）電圧を測定するために装置を動作させる方法であって、前記装置が、前記導体にガルバニック接触することなく、絶縁導体に近接して選択的に位置決め可能である導電センサと、前記導電センサを少なくとも部分的に取り囲み、前記導電センサからガルバニック絶縁される導電内部接地ガードと、前記内部接地ガードからガルバニック絶縁される導電基準遮蔽体と、を備え、前記方法が、
前記導電センサと前記絶縁導体との間の距離が変動するように、前記導電センサの機械的発振に従って前記導電センサを機械的に発振させることと、
コモンモード基準電圧源に、交流（ＡＣ）基準電圧を生成させることであって、前記コモンモード基準電圧源が、前記内部接地ガードと前記導電基準遮蔽体との間に電気的に結合される、生成させることと、
センサ信号測定サブシステムによって、前記導電センサを通して伝導される電流を示すセンサ電流信号を生成することと、
制御回路によって、前記センサ信号測定サブシステムから前記センサ電流信号を受信することと、
前記制御回路によって、前記センサ電流信号に少なくとも部分的に基づいて、前記絶縁導体内の前記ＤＣ電圧を決定することと、を含む、方法。 A method of operating a device to measure a direct current (DC) voltage in an insulated conductor, wherein the device is selectively positionable proximate an insulated conductor without galvanically contacting the conductor. a sensor, a conductive internal ground guard that at least partially surrounds the conductive sensor and is galvanically isolated from the conductive sensor, and a conductive reference shield that is galvanically isolated from the internal ground guard, the method comprising:
mechanically oscillating the conductivity sensor according to the mechanical oscillation of the conductivity sensor such that the distance between the conductivity sensor and the insulated conductor varies;
causing a common mode reference voltage source to generate an alternating current (AC) reference voltage, said common mode reference voltage source electrically coupled between said internal ground guard and said conductive reference shield; to generate;
generating, with a sensor signal measurement subsystem, a sensor current signal indicative of current conducted through the conductivity sensor;
receiving, by a control circuit, the sensor current signal from the sensor signal measurement subsystem;
determining, by the control circuit, the DC voltage in the insulated conductor based at least in part on the sensor current signal. 前記センサ電流信号を生成することが、
前記導電センサから入力電流を受信することと、
前記導電センサから受信した前記入力電流を示す電圧信号を生成することと、を含む、請求項１３に記載の方法。 generating the sensor current signal;
receiving an input current from the conductivity sensor;
14. The method of claim 13, comprising generating a voltage signal indicative of the input current received from the conductivity sensor. 前記センサ電流信号が、電流－電圧変換器として動作する動作増幅器を利用して生成される、請求項１３に記載の方法。 14. The method of claim 13, wherein the sensor current signal is generated using an operational amplifier operating as a current-to-voltage converter. 前記導電センサを機械的に発振させることが、ピエゾ効果機械的発振器を使用して前記導電センサを機械的に発振させることを含む、請求項１３に記載の方法。 14. The method of claim 13, wherein mechanically oscillating the conductivity sensor comprises mechanically oscillating the conductivity sensor using a piezo-effect mechanical oscillator. 前記導電センサを機械的に発振させることが、微小電気機械（ＭＥＭＳ）的な機械的発振器を使用して前記導電センサを機械的に発振させることを含む、請求項１３に記載の方法。 14. The method of claim 13, wherein mechanically oscillating the conductivity sensor comprises mechanically oscillating the conductivity sensor using a micro-electromechanical (MEMS) mechanical oscillator. 前記絶縁導体内の前記ＤＣ電圧を決定することが、
少なくとも１つのプロセッサによって、前記センサ電流信号をデジタル信号に変換することと、
少なくとも１つのプロセッサによって、前記デジタル信号を処理して、前記センサ電流信号の周波数領域表現を取得することと、を含む、請求項１３に記載の方法。 determining the DC voltage in the insulated conductor;
converting the sensor current signal into a digital signal by at least one processor;
14. The method of claim 13, comprising processing the digital signal by at least one processor to obtain a frequency domain representation of the sensor current signal. 前記デジタル信号を処理することが、前記センサ電流信号の前記周波数領域表現を取得するために、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実装することを含む、請求項１８に記載の方法。 19. The method of claim 18, wherein processing the digital signal comprises implementing a Fast Fourier Transform (FFT) to obtain the frequency domain representation of the sensor current signal. 前記絶縁導体内の前記ＤＣ電圧を決定することが、前記センサ電流信号を電子的にフィルタリングすることを含む、請求項１３に記載の方法。 14. The method of claim 13, wherein determining the DC voltage in the insulated conductor comprises electronically filtering the sensor current signal. 絶縁導体内の直流（ＤＣ）電圧を測定する装置であって、前記装置が、
前記絶縁導体にガルバニック接触することなく、前記絶縁導体に近接して選択的に位置決め可能な導電センサと、
前記導電センサに動作的に結合された機械的発振器であって、前記機械的発振器が、動作中に、前記導電センサを機械的に発振させて、時間に関して前記導電センサと前記絶縁導体との間で容量を変動させる、機械的発振器と、
前記導電センサからガルバニック絶縁される導電内部接地ガードと、
前記内部接地ガードからガルバニック絶縁される導電基準遮蔽体と、
動作中に、交流（ＡＣ）基準電圧を生成する、コモンモード基準電圧源であって、前記コモンモード基準電圧源が、前記内部接地ガードと前記導電基準遮蔽体との間で電気的に結合される、コモンモード基準電圧源と、
前記導電センサに電気的に結合されたセンサ信号測定サブシステムであって、前記センサ信号測定サブシステムが、動作中に、前記導電センサを通して伝導される電流を示すセンサ電流信号を生成する、センサ信号測定サブシステムと、
前記センサ信号測定サブシステムに通信的に結合された制御回路であって、動作中に、前記制御回路が、
前記センサ信号測定サブシステムから前記センサ電流信号を受信し、また、
前記センサ電流信号に少なくとも部分的に基づいて、前記絶縁導体内の前記ＤＣ電圧を決定する、制御回路と、を備える、装置。 A device for measuring direct current (DC) voltage in an insulated conductor, said device comprising:
a conductivity sensor selectively positionable proximate to the insulated conductor without galvanically contacting the insulated conductor;
A mechanical oscillator operatively coupled to the conductivity sensor, wherein the mechanical oscillator, during operation, mechanically oscillates the conductivity sensor to generate a signal between the conductivity sensor and the insulated conductor with respect to time. a mechanical oscillator that varies the capacitance at
a conductive internal ground guard that is galvanically isolated from the conductive sensor;
a conductive reference shield galvanically isolated from the internal ground guard;
A common mode reference voltage source that, in operation, produces an alternating current (AC) reference voltage, said common mode reference voltage source electrically coupled between said internal ground guard and said conductive reference shield. a common mode reference voltage source,
A sensor signal measurement subsystem electrically coupled to the conductivity sensor, wherein the sensor signal measurement subsystem, in operation, produces a sensor current signal indicative of current conducted through the conductivity sensor. a measurement subsystem;
A control circuit communicatively coupled to the sensor signal measurement subsystem, wherein, in operation, the control circuit:
receiving the sensor current signal from the sensor signal measurement subsystem;
and control circuitry that determines the DC voltage in the insulated conductor based at least in part on the sensor current signal. 動作中に、前記制御回路が、前記センサ電流信号に基づいて、及び時間に関する前記導電センサと前記絶縁導体との間の前記容量の前記変動に基づいて、前記絶縁導体内の前記ＤＣ電圧を決定する、請求項２１に記載の装置。 During operation, the control circuit determines the DC voltage in the insulated conductor based on the sensor current signal and based on the variation of the capacitance between the conductivity sensor and the insulated conductor over time. 22. The apparatus of claim 21, wherein: 前記機械的発振器が、ピエゾ効果機械的発振器又は微小電気機械（ＭＥＭＳ）的な機械的発振器のうちの少なくとも１つを備える、請求項２１に記載の装置。 22. The apparatus of Claim 21, wherein the mechanical oscillator comprises at least one of a piezo-effect mechanical oscillator or a micro-electro-mechanical (MEMS) mechanical oscillator.
JP2019090860A 2018-05-11 2019-05-13 Non-contact DC voltage measuring device with vibration sensor Active JP7182510B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/977,662 US10802072B2 (en) 2018-05-11 2018-05-11 Non-contact DC voltage measurement device with oscillating sensor
US15/977,662 2018-05-11

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2020008566A JP2020008566A (en) 2020-01-16
JP2020008566A5 JP2020008566A5 (en) 2022-05-17
JP7182510B2 true JP7182510B2 (en) 2022-12-02

Family

ID=66476559

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019090860A Active JP7182510B2 (en) 2018-05-11 2019-05-13 Non-contact DC voltage measuring device with vibration sensor

Country Status (5)

Country Link
US (2) US10802072B2 (en)
EP (1) EP3567380B1 (en)
JP (1) JP7182510B2 (en)
CN (2) CN110470879B (en)
TW (1) TWI779190B (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10802072B2 (en) * 2018-05-11 2020-10-13 Fluke Corporation Non-contact DC voltage measurement device with oscillating sensor
JP7071645B2 (en) * 2019-01-15 2022-05-19 日本電信電話株式会社 Capacitive voltage measuring device
DE102020102724B3 (en) * 2020-02-04 2021-08-05 Uniflex - Hydraulik GmbH Process for producing a high-pressure hydraulic line and radial press for carrying out the process
US11002765B1 (en) 2020-12-04 2021-05-11 Vizi Metering, Inc. Non-contact voltage sensing method and apparatus
US11614469B2 (en) * 2020-12-04 2023-03-28 Interbay Assets, Llc Capacitive non-contact voltage sensing method and apparatus
CN113341203B (en) * 2021-06-11 2022-04-08 南方电网数字电网研究院有限公司 Voltage measuring device, voltage measuring method, and storage medium
CN113238089B (en) * 2021-06-11 2022-07-01 广西电网有限责任公司电力科学研究院 Non-contact voltage measuring method, non-contact voltage measuring device, computer equipment and storage medium
EP4343340A1 (en) * 2022-09-26 2024-03-27 Honeywell International Inc. Systems, methods, and apparatuses for non-contact voltage detection
CN115267301B (en) * 2022-09-30 2023-01-20 南方电网数字电网研究院有限公司 Voltage measuring method, voltage measuring device, computer equipment and storage medium
CN115524533B (en) * 2022-10-25 2023-06-27 南方电网数字电网研究院有限公司 Electrical quantity integrated measurement device and method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090167324A1 (en) 2006-07-18 2009-07-02 University Of Sussex Electric potential sensor
JP2015230214A (en) 2014-06-04 2015-12-21 長谷川電機工業株式会社 DC voltage detector
JP2016109435A (en) 2014-12-02 2016-06-20 日置電機株式会社 Voltage detection device

Family Cites Families (63)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5473244A (en) 1992-09-17 1995-12-05 Libove; Joel M. Apparatus for measuring voltages and currents using non-contacting sensors
JPH06222087A (en) 1993-01-27 1994-08-12 Hamamatsu Photonics Kk Voltage detector
US5973501A (en) 1993-10-18 1999-10-26 Metropolitan Industries, Inc. Current and voltage probe for measuring harmonic distortion
JPH09184866A (en) 1995-12-28 1997-07-15 Sumitomo Electric Ind Ltd Diagnostic method for degradation of cable under electrification
US6043640A (en) 1997-10-29 2000-03-28 Fluke Corporation Multimeter with current sensor
US6118270A (en) 1998-02-17 2000-09-12 Singer; Jerome R. Apparatus for fast measurements of current and power with scaleable wand-like sensor
US6043641A (en) 1998-02-17 2000-03-28 Singer; Jerome R. Method and apparatus for rapid determinations of voltage and current in wires and conductors
IL127699A0 (en) 1998-12-23 1999-10-28 Bar Dov Aharon Method and device for non contact detection of external electric or magnetic fields
US6452398B1 (en) 2000-11-08 2002-09-17 Joel Libove Method and apparatus for measuring D.C. and A.C. voltages using non-contacting sensors
US6812685B2 (en) 2001-03-22 2004-11-02 Actuant Corporation Auto-selecting, auto-ranging contact/noncontact voltage and continuity tester
JP3761470B2 (en) 2001-04-04 2006-03-29 北斗電子工業株式会社 Non-contact voltage measurement method and apparatus, and detection probe
US6644636B1 (en) 2001-10-26 2003-11-11 M. Terry Ryan Clamp adapter
US7005864B2 (en) 2002-10-21 2006-02-28 Synchrony, Inc. Capacitive position sensing system with resonant amplification
CN2639905Y (en) 2003-07-25 2004-09-08 深圳市纳米电子有限公司 Tong type meter checking instrument
EP1704417A1 (en) 2004-01-07 2006-09-27 Suparules Limited Voltage measuring device
JP4385825B2 (en) * 2004-03-31 2009-12-16 オムロン株式会社 Proximity sensor
US7256588B2 (en) 2004-04-16 2007-08-14 General Electric Company Capacitive sensor and method for non-contacting gap and dielectric medium measurement
DE102004063249A1 (en) 2004-12-23 2006-07-13 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Sensor system and method for the capacitive measurement of electromagnetic signals of biological origin
JP4611774B2 (en) 2005-03-04 2011-01-12 東日本電信電話株式会社 Non-contact voltage detection method and non-contact voltage detection device
US7466145B2 (en) 2005-10-12 2008-12-16 Hioki Denki Kabushiki Kaisha Voltage measuring apparatus and power measuring apparatus
JP4607752B2 (en) 2005-12-16 2011-01-05 日置電機株式会社 Variable capacitance circuit, voltage measuring device and power measuring device
JP4607753B2 (en) 2005-12-16 2011-01-05 日置電機株式会社 Voltage measuring device and power measuring device
JP4713358B2 (en) 2006-02-08 2011-06-29 日置電機株式会社 Voltage detector
JP4648228B2 (en) 2006-03-24 2011-03-09 日置電機株式会社 Voltage detection apparatus and initialization method
JP5106798B2 (en) 2006-06-22 2012-12-26 日置電機株式会社 Voltage measuring device
JP4726721B2 (en) 2006-07-03 2011-07-20 日置電機株式会社 Voltage measuring device
JP4726722B2 (en) 2006-07-03 2011-07-20 日置電機株式会社 Voltage measuring device
JP4629625B2 (en) 2006-07-12 2011-02-09 日置電機株式会社 Voltage measuring device
JP5106909B2 (en) 2007-04-10 2012-12-26 日置電機株式会社 Line voltage measuring device
JP4927632B2 (en) 2007-04-13 2012-05-09 日置電機株式会社 Voltage measuring device
JP5144110B2 (en) 2007-04-13 2013-02-13 日置電機株式会社 Voltage measuring device
JP5069978B2 (en) 2007-08-31 2012-11-07 株式会社ダイヘン Printed circuit board for current / voltage detection and current / voltage detector
JP5160248B2 (en) 2008-01-18 2013-03-13 日置電機株式会社 Voltage detector
US20100090682A1 (en) 2008-02-14 2010-04-15 Armstrong Eric A Multi-Meter Test Lead Probe For Hands-Free Electrical Measurement of Control Panel Industrial Terminal Blocks
US8222886B2 (en) 2008-06-18 2012-07-17 Hioki Denki Kabushiki Kaisha Voltage detecting apparatus and line voltage detecting apparatus having a detection electrode disposed facing a detected object
JP5389389B2 (en) 2008-07-22 2014-01-15 日置電機株式会社 Line voltage measuring apparatus and program
CN101881791B (en) 2009-04-30 2015-08-05 日置电机株式会社 Voltage check device
JP5340817B2 (en) 2009-06-11 2013-11-13 日置電機株式会社 Voltage detector
JP5420387B2 (en) 2009-12-09 2014-02-19 日置電機株式会社 Voltage detector
JP5474707B2 (en) 2010-08-30 2014-04-16 日置電機株式会社 Detection circuit and voltage detection device for voltage detection device
US8680845B2 (en) 2011-02-09 2014-03-25 International Business Machines Corporation Non-contact current and voltage sensor
US9063184B2 (en) 2011-02-09 2015-06-23 International Business Machines Corporation Non-contact current-sensing and voltage-sensing clamp
JP5834663B2 (en) 2011-04-06 2015-12-24 富士通株式会社 AC power measuring device
JP5864721B2 (en) * 2011-04-14 2016-02-17 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ Device and clamp meter for non-contact determination of object potential
JP5834292B2 (en) 2011-05-09 2015-12-16 アルプス・グリーンデバイス株式会社 Current sensor
FR2976675B1 (en) * 2011-06-16 2013-07-12 Nanotec Solution INTEGRATED CAPACITIVE MEASUREMENT CIRCUIT WITH FLOATING BRIDGE.
WO2013020110A2 (en) 2011-08-03 2013-02-07 Fluke Corporation Maintenance management systems and methods
US8754636B2 (en) 2011-12-07 2014-06-17 Brymen Technology Corporation Clamp meter with multipoint measurement
US20140035607A1 (en) 2012-08-03 2014-02-06 Fluke Corporation Handheld Devices, Systems, and Methods for Measuring Parameters
JP5981270B2 (en) 2012-08-28 2016-08-31 日置電機株式会社 Voltage measuring sensor and voltage measuring device
JP5981271B2 (en) 2012-08-28 2016-08-31 日置電機株式会社 Voltage measuring sensor and voltage measuring device
US9007077B2 (en) 2012-08-28 2015-04-14 International Business Machines Corporation Flexible current and voltage sensor
US9625535B2 (en) 2013-08-07 2017-04-18 Allegro Microsystems, Llc Systems and methods for computing a position of a magnetic target
JP6210938B2 (en) 2014-06-18 2017-10-11 日置電機株式会社 Non-contact voltage detector
US9689903B2 (en) 2014-08-12 2017-06-27 Analog Devices, Inc. Apparatus and methods for measuring current
US10602082B2 (en) 2014-09-17 2020-03-24 Fluke Corporation Triggered operation and/or recording of test and measurement or imaging tools
TWI649568B (en) * 2014-10-17 2019-02-01 日商日置電機股份有限公司 Voltage detecting device
WO2016065261A1 (en) 2014-10-24 2016-04-28 Fluke Corporation Imaging system employing fixed, modular mobile, and portable infrared cameras with ability to receive, communicate, and display data and images with proximity detection
JP6474588B2 (en) * 2014-11-14 2019-02-27 日置電機株式会社 Physical quantity detection device and physical quantity detection method
CN107533091B (en) * 2015-04-28 2019-12-31 阿尔卑斯阿尔派株式会社 Non-contact voltage measuring device
CN106154048A (en) * 2016-08-12 2016-11-23 浙江大学 The anti-measurement apparatus of contactless fluid resistance based on digital phase-sensitive solution mediation virtual inductor technology and method
US10119998B2 (en) * 2016-11-07 2018-11-06 Fluke Corporation Variable capacitance non-contact AC voltage measurement system
US10802072B2 (en) * 2018-05-11 2020-10-13 Fluke Corporation Non-contact DC voltage measurement device with oscillating sensor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090167324A1 (en) 2006-07-18 2009-07-02 University Of Sussex Electric potential sensor
JP2015230214A (en) 2014-06-04 2015-12-21 長谷川電機工業株式会社 DC voltage detector
JP2016109435A (en) 2014-12-02 2016-06-20 日置電機株式会社 Voltage detection device

Also Published As

Publication number Publication date
CN110470879A (en) 2019-11-19
TWI779190B (en) 2022-10-01
JP2020008566A (en) 2020-01-16
US10802072B2 (en) 2020-10-13
US11209480B2 (en) 2021-12-28
EP3567380A1 (en) 2019-11-13
EP3567380B1 (en) 2022-04-20
US20200408836A1 (en) 2020-12-31
CN115453175A (en) 2022-12-09
TW201947229A (en) 2019-12-16
CN110470879B (en) 2022-11-15
US20190346502A1 (en) 2019-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7182510B2 (en) Non-contact DC voltage measuring device with vibration sensor
TWI744409B (en) Non-contact voltage measurement system using reference signal
US10502807B2 (en) Calibration system for voltage measurement devices
JP7219668B2 (en) Multi-sensor scanner configuration for non-contact voltage measurement devices
EP3567384B1 (en) Multi-sensor configuration for non-contact voltage measurement devices
JP7396809B2 (en) Position-dependent non-contact voltage and current measurement
TWI745478B (en) Sensor subsystems for non-contact voltage measurement devices

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20220415

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20220415

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220506

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220506

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20220506

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220628

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220920

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221101

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221121

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7182510

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150